工业机器人在飞机数字化装配总的应用

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大飞机数字化装配关键技术及其应用

大飞机数字化装配关键技术及其应用

大飞机数字化装配关键技术及其应用宋利康;朱永国;刘春锋;曾天【摘要】为满足大型飞机的数字化研制需求,对大型飞机数字化装配的主要关键技术进行了研究.对面向MBD的装配工艺仿真与数字化协调、装配仿真优化与在线装配仿真、三维装配工艺数据可视化、板件数字化自动钻铆的配套技术等大飞机数字化装配技术及其工程应用进行了重点分析,提出了各关键技术的解决方案.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】7页(P30-35,51)【关键词】飞机;装配;铆接;MBD;仿真【作者】宋利康;朱永国;刘春锋;曾天【作者单位】中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,南昌 330024;中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,南昌 330024;南昌航空大学航空制造工程学院,南昌 330063;中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,南昌 330024;中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,南昌 330024【正文语种】中文飞机装配技术发展经历了手工装配、半自动装配、自动装配和数字化装配等几个发展阶段。

目前,数字化装配技术已在全球兴起,已在包括我国在内的多个国家得到初步应用,取得了一定的成效。

数字化装配技术不仅包括装配仿真、数字化工艺制定、数字化柔性工装等,而且是数字化自动钻铆和集成控制等多种技术的综合应用。

数字化装配技术将模拟量传递变革为数字量传递[1]。

20世纪80年代开始,国外先进航空制造企业初步将数字化装配技术运用于飞机制造中。

美国EI公司将机器人自动钻削系统用于波音F/A-18E/F的机翼后缘襟翼的制孔和锪窝。

德国宝捷公司研发了用于飞机货舱门制孔的机器人装配系统。

空客将电磁铆接和柔性装配工装进行集成,实现了翼梁大型构件的自动化铆接装配[2]。

航空航天产品制造逐步采用基于模型的定义(Model-Based Definition,MBD)技术进行数字化设计与建模[3],利用MBD技术将工艺、工装、检测、质量等信息集成到产品的三维实体模型中,并将该三维实体模型作为生产、制造、检验等的唯一数据源,在不同的部门之间进行共享和共用[4-6]。

工业机器人在航空航天制造业的应用与趋势

工业机器人在航空航天制造业的应用与趋势

工业机器人在航空航天制造业的应用与趋势航空航天制造业一直以来都是高科技的象征,对于精度、质量和可靠性有着极高的要求。

在这个充满挑战和创新的领域中,工业机器人正发挥着越来越重要的作用。

工业机器人在航空航天制造业中的应用范围广泛。

首先,在零部件加工方面,机器人能够实现高精度、高效率的切削、钻孔、打磨等操作。

它们可以长时间稳定地工作,不受疲劳和人为因素的影响,从而确保零部件的一致性和质量。

例如,在发动机叶片的加工中,机器人可以精确地控制加工参数,使得叶片的形状和表面质量达到极高的标准。

在装配环节,工业机器人也展现出了巨大的优势。

航空航天产品的装配通常需要复杂的操作和高精度的定位,机器人可以通过精确的运动控制和力觉反馈,完成诸如部件对接、螺栓拧紧等工作。

这不仅提高了装配效率,还减少了人为误差,提高了产品的可靠性。

复合材料的加工和处理也是工业机器人的重要应用领域之一。

航空航天领域越来越多地使用复合材料来减轻重量、提高性能。

机器人能够精确地铺设复合材料纤维,控制树脂的注入量和分布,从而制造出高质量的复合材料部件。

另外,工业机器人在表面处理和涂装方面也发挥着作用。

它们可以确保涂层的均匀性和厚度的一致性,提高产品的耐腐蚀性和外观质量。

随着技术的不断发展,工业机器人在航空航天制造业中的应用呈现出一些新的趋势。

智能化程度不断提高是一个显著的趋势。

通过引入人工智能、机器学习等技术,机器人能够更好地适应复杂多变的生产环境和任务需求。

它们可以自主地进行路径规划、故障诊断和优化生产流程,提高生产的灵活性和效率。

协作机器人的应用逐渐增多。

与传统工业机器人相比,协作机器人能够与人在同一工作空间内安全地协作工作。

这使得在一些需要人机交互的环节,如复杂部件的装配和调试,能够更加高效地完成任务。

多机器人协同工作也是未来的发展方向之一。

多个机器人可以通过网络连接和协同控制,共同完成大型部件的加工和装配,提高生产效率和质量。

在精度和速度方面,工业机器人不断取得突破。

工业机器人在航空航天领域的应用

工业机器人在航空航天领域的应用

工业机器人在航空航天领域的应用工业机器人作为一种高度智能化和自主操作的装置,已经在各个领域得到广泛应用。

在航空航天行业中,工业机器人的应用也逐渐成为关键的领域。

本文将探讨工业机器人在航空航天领域的应用,并分析其对航空航天行业的影响。

一、航空航天领域中的工业机器人应用1. 飞机制造过程中的装配:在飞机的制造过程中,有大量的装配工作需要完成。

工业机器人通过其高精度和高效率的特点,可以实现对零部件的自动装配,大大提高了生产效率和质量。

2. 航天器组装与测试:在航天器的组装过程中,工业机器人可以承担复杂和危险的任务,如精密零部件的安装和测试。

机器人可以通过操控机械臂和传感器,实现对航天器的精确定位和检测,确保航天器的质量和安全。

3. 航空维修与保养:在航空器的维修和保养过程中,工业机器人可以承担一些危险和高风险的任务,如高空维修和危险区域的检修。

机器人可以通过远程操控和高清摄像技术,对航空器进行全方位检测和维修,提高了工作效率和安全性。

二、工业机器人在航空航天领域的优势1. 高精度和高效率:工业机器人能够精确执行指令,具有高度的自动化和智能化特点。

在航空航天领域中,这种高精度和高效率能够大大提升生产效率和产品质量。

2. 跨领域应用:工业机器人不仅在航空航天领域有应用,还可以满足其他行业的需求。

这种跨领域应用使得工业机器人的开发和研究得到更多资源和支持,进一步推动了其在航空航天领域的发展。

3. 降低劳动强度和提高安全性:航空航天行业的工作环境往往比较恶劣和危险,例如在高空和狭小空间进行维修和保养工作。

工业机器人的应用可以将危险任务交给机器人完成,减少了人力的使用,降低了劳动强度和事故风险。

三、工业机器人对航空航天行业的影响1. 提高生产效率和质量:工业机器人的应用可以实现零部件的自动装配,大大提高了生产效率,并减少了错误和缺陷的发生。

这对于航空航天行业来说,可以加快飞机的制造速度,并提高飞机的质量。

2. 降低生产成本:航空航天行业是一个资金密集型的行业,因此降低生产成本是非常重要的。

飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用随着航空业的不断发展,越来越多的厂商开始关注数字化装配技术(Digital Assembly)的应用。

数字化装配技术是指严格按照数字模型进行制造,将设计数据直接转化到制造现场,实现数字化的表达,将生产制造流程可视化、可控化的技术。

数字化装配技术的应用可以有效提高生产效率,降低制造成本,同时也可以提高产品质量和制造精度。

接下来,本文将详细介绍数字化装配技术的发展与应用。

数字化装配技术以计算机辅助设计和计算机控制制造技术为基础,通过数字化实现对制造过程的全方位监控和管理。

数字化装配技术在航空工业中的应用可以追溯到20世纪90年代,最初主要在设计阶段使用,可以将设计数据进行数字化表达,以提高设计效率和质量。

但是随着计算机控制技术的不断发展,数字化装配技术不断完善,逐渐向制造现场延伸。

数字化装配技术的发展主要经历了以下几个阶段:1. 数字化计划阶段:该阶段主要是将制造流程进行数字化规划。

通过数字化制造计划,可以更加精确地排列生产线,提高生产效率和质量,并为后续的数字化生产提供基础数据。

2. 数字化制造阶段:该阶段是通过数字化技术实现产品制造的全过程数字化监控和管理。

数字化制造可以大大降低制造成本,提高生产效率和质量。

同时,数字化制造可以减少误差和缺陷,提高产品的制造精度。

3. 智能化制造阶段:该阶段是在数字化制造的基础上,通过智能化技术进行升级。

智能化制造可以实现生产线的自动化、半自动化和灵活化。

智能化制造可以根据市场需求进行快速调整,适应市场变化。

数字化装配技术在航空工业中的应用十分广泛,从设计一直延伸到制造现场。

数字化装配技术的应用可以从以下几个方面进行描述:1. 自动化装配:数字化装配技术可以实现生产线上的自动化装配。

通过采用智能机器人和自动化装配设备,可以实现生产线的快速响应和调整。

数字化装配技术可以实现装配过程的自动化,提高生产效率和质量。

2. 二次开发:数字化装配技术可以实现二次开发。

数字化技术在飞机装配中的运用

数字化技术在飞机装配中的运用

(作者单位:哈尔滨飞机工业集团有限责任公司)数字化技术在飞机装配中的运用◎孙恒飞机制造属于高技术性系统工程项目,技术要求较为严格,生命周期长且资金需求量大,是社会经济发展与进步的关键影响因素,也是国家科技水平的重要体现。

飞机装配时,对各组件的精度及装配的精度均具有较高的要求,当前阶段,计算机信息化系统已逐步应用于飞机装配当中,数字化技术也有一定程度的应用,传统的人工装配模式正在逐步转化为数字化装配,通过全面的数字检测及数字化装配技术,可实现更为精准与高效的飞机装配。

一、当前飞机装配技术的应用现状分析科技创新与发展应用背景下,飞机装配技术也在进行优化发展,越来越多先进的技术及设备应用于飞机装配当中,如激光跟踪仪、数字化检测技术等等,优化了飞机装配效率,提高了装配的精准性,然而数字化技术在飞机装配过程中仍存在一定的不足,具体如下:1.与飞机装配相适应的数字化建设不全面。

目前,飞机装配中仅在部分组件装配过程中实现了数字化技术的应用,但更多装配环节中数字化技术应用率不高,仍然维持以往的装配方式。

这主要是由于一方面,飞机是一个复杂的系统工程,有其内在的逻辑及各类工程难题耦合在一起,另一方面数字化技术在飞机装配中的应用仍处于初期,未能有所突破以满足飞机装配过程中的各项要求,同时解决装配过程中可能出现的各种问题,使得各装配环节均能应用数字化技术开展。

2.开展数字化应用的资金不充足。

飞机作为系统工程,整个生命周期较长,虽然有并行工程、联合开发设计等方法,但在现有已定型并开始批量生产的飞机型号再重新考虑进行数字化装配时,为实现装配精度,设计与优化将存在很大难度,并且为保证数字化技术的应用,将在研发、实验等各个环节投入大量资金,因而难以确保现有的飞机型号装配中能够有效应用数字化技术。

而在飞机型号设计之初就考虑到数字化技术的应用,虽然能一定程度的减少成本,但在型号研制以及适航取证的过程中,仍然将会有大量资金需要投入到比传统的制造方式更多的实验及验证中。

工业机器人在航空制造中的应用

工业机器人在航空制造中的应用

工业机器人在航空制造中的应用随着科技的不断进步,工业机器人在各个领域的应用越来越广泛。

在航空制造领域,工业机器人的应用也发挥着重要的作用。

本文将探讨工业机器人在航空制造中的应用,并分析其优势和挑战。

工业机器人在航空制造中的应用可以分为多个方面。

首先,工业机器人可以在航空制造的组装过程中发挥重要作用。

传统的航空制造过程中,需要大量的人工操作,而且工作环境复杂、危险。

而工业机器人可以代替人工完成一些繁重、危险的任务,如飞机机身的焊接、涂装等。

工业机器人具有高精度、高稳定性的特点,可以保证制造过程的质量和效率。

其次,工业机器人在航空制造中的应用还包括零件加工和装配。

航空零部件通常需要经过复杂的加工和装配过程,而工业机器人的高精度和灵活性可以满足这些要求。

工业机器人可以根据预先设定的程序,进行零件的精细加工和装配,提高生产效率和质量。

此外,工业机器人还可以在航空维修和检测中发挥作用。

航空器的维修和检测需要高度的精确度和稳定性,而工业机器人可以通过搭载各种传感器和检测设备,实现对航空器的维修和检测。

工业机器人可以根据预设的程序,对航空器进行精确的检测和维修,提高维修质量和效率。

工业机器人在航空制造中的应用具有许多优势。

首先,工业机器人可以提高生产效率。

由于工业机器人具有高度的自动化和精确性,可以大大提高生产效率,减少人工操作的时间和成本。

其次,工业机器人可以提高产品质量。

工业机器人具有高精度和稳定性的特点,可以保证产品的质量和一致性。

此外,工业机器人还可以提高工作环境的安全性。

工业机器人可以代替人工完成一些危险的任务,减少工人的伤害风险。

然而,工业机器人在航空制造中的应用也面临一些挑战。

首先,工业机器人的成本较高。

由于工业机器人的技术和设备较为复杂,导致其成本相对较高。

这对于一些中小型航空制造企业来说,可能会面临一定的经济压力。

其次,工业机器人的操作和维护需要专业技术人员。

由于工业机器人的操作和维护需要较高的技术水平,这对于一些航空制造企业来说可能会带来人员培养和管理上的问题。

工业机器人在装配生产中的应用分析

工业机器人在装配生产中的应用分析

工业机器人在装配生产中的应用分析自从20世纪50年代开始有工业机器人的出现,这个领域就得到了极大的发展。

机器人在工厂中的应用,可以较大的提高生产效率,大幅度降低人工成本,而且提高了产品质量和制造过程的可控性。

特别是在装配生产中,工业机器人的应用更是悄然成为一个主流趋势,深受业界的广泛认可。

1. 工业机器人在装配生产中的应用装配生产广泛应用于汽车、电子、机械等行业,防止零部件在生产过程中员工的误操作,同时确保产品的良好质量。

传统的人工生产在效率和准确性上有很大的限制。

而工业机器人的应用却能够在保证质量的同时大幅度提高效率。

首先,工业机器人在装配线中可以大幅度减少人手的用量。

这些机器人可以被编程来进行各种装配,甚至是特定的操作,如打孔和固定操作等。

这些工作在人类做的时候需要花费大量的时间和人力。

而机器人可以用更快的速度和更稳定的方式来完成操作,精度也更高。

此外,机器人可以在24小时内持续工作,不会出现疲劳或者其他问题。

这使得工艺公司可以不间断生产,提高其生产效率。

其次,机器人的应用还增加了装配生产的自动化。

工业机器人可以编程自主地进行操作,消除了人为失误的可能性。

比如,在汽车制造时,厂商通常需要将几个不同的制造工艺结合在一起,才能获得最终的产品。

而这些复杂的制造工艺往往需要密切的协调和艰苦的人力。

但是,机器人通过自身的程序化操作和对各种创新技术的使用,使得整个装配流程能够更加圆满的完成。

最后,工业机器人在装配生产中还能够大大增加生产过程的可控性。

机器人可以准确地执行各种不同的任务,从而更好地控制整个流程,避免因人为因素而导致的错误。

该技术还能够更好地管理工厂的成本,同时提高了企业的生产能力和效率。

2. 工业机器人在技术上的进步在过去的几十年中,工业机器人经历了许多技术方面的进步。

这些技术的变革对装配生产领域也产生了巨大的影响。

首先,机器人的传感能力得到了极大的加强。

现在的机器人具备更加智能的控制和传感功能,这使得机器人能够更好地适应各种环境,从而更好地完成各种操作。

航空航天领域机器人化智能装配技术综述

航空航天领域机器人化智能装配技术综述

航空航天领域机器人化智能装配技术综述摘要:航空航天工业的发展直接代表和衡量了一个国家的科学技术水平和综合国力,而在航空航天产品制造领域除了先进技术、设计外,最为重要的就是装配制造,装配制造水平直接影响了航空产品的成本、投产周期和质量。

尤其航空航天产品结构复杂,精度要求高,对于装配制造提出了更高的要求和标准,而机器人化智能装配技术的出现,则为航空航天产品装配提供了更为有效的工具和方法,有效促进了装配效率、精度和质量的提升。

因此,文章就对航空航天装配中机器人化智能装配技术中的关键技术和相关应用进行了探讨分析,以供参考。

关键词:航空航天;工业机器人;智能装配;关键技术引言航空航天零件的结构非常复杂并且大小不同,在装配作业过程中难度较大,同时由于任务要求不同,经常会遇到狭小空间作业的情况,这就给利用通用工装设备开展自动化装配造成了困难。

所以在当下航空航天领域,零部件装配中多采用人工装配,而人工装配的精度、效率、质量等都难以得到有效保障,严重制约了航空航天工业的发展。

而随着现阶段机器人技术不断成熟,通过机器人装配可以获得更高的自动化程度和精准度,并且其在灵活性、适用性等方面也有了较大的提升,能够与大行程龙门行车、AGV作业平台等形成有效配合,进而实现高柔性、高自动化、高精度的智能化装配作业[1]。

所以在当下航空航天领域,对于机器人智能装配技术的研究也在不断增多,相关技术和设备也在不断成熟,为航空航天事业的发展做出了有效贡献。

1工业机器人简介工业机器人通常分为控制、驱动和主体三部分,主体部分主要模拟人体的动作,比如抓取、搬运等动作;控制系统则分为数据层,物理层和人机交互及部分;执行机构则包括机械臂、机械手等部分,机器人的功能性直接可以通过其动作的自由度进行体现,通常情况下机器人的自由度在三个以上,但是在现阶段部分高精度工业机器人自由度能够超过7个。

而控制系统则相当于大脑,其主要控制机器人按照提前编制的程序来进行各种动作;驱动系统则相当于人的肌肉骨骼,在获得控制系统的命令后,配合执行系统来完成各项操作[2]。

工业机器人在航空领域的应用

工业机器人在航空领域的应用

⼯业机器⼈在航空领域的应⽤随着⼯业机器⼈技术的不断发展,机器⼈正逐步应⽤在航空制造领域,但是⼀些问题也暴露了出来,⽐如⼯作过程中⾃动化程度低、⽣产准备时间长以及机器⼈本体柔性不⾜,只能完成某些⼯作,导致设备利⽤率较低。

因此,⼯业机器⼈要更加智能化才能满⾜航空制造领域⽣产的要求,为此机器⼈需要具备以下其中核⼼技术。

1.末端精度补偿技术机器⼈末端精度受到机器⼈刚度、负载、⼑具磨损、机械间隙以及热效应等多种因素影响,除了使⽤⾼精度的测量仪器外,建⽴定位误差模型和补偿算法也是提⾼定位精度的重要⼿段。

因此,需要根据机器⼈的关节刚度、位置误差、温度引起的变形等进⾏参数辨识,获得误差模型或误差矩阵,进⽽通过精度补偿算法对末端执⾏器的定位提供伺服修正。

2.⾼精度测量定位技术⼯业机器⼈的重复定位精度⾼但是绝对定位精度低,这样是没法满⾜航空航天数字化安装的绝对定位精度的要求,因此需要⾼精度测量装置引导机器⼈末端执⾏器实现运动轨迹的伺服控制。

⽬前,⼤范围测量主要使⽤激光跟踪仪和iGPS等,局部测量中单⽬视觉、双⽬视觉、⼿眼视觉、激光测距传感器等各有所长,在某些特殊场合下,声觉、⼒觉传感器也有⽤武之地。

3.机器⼈本体结构创新设计由于航空产品本⾝结构的特殊性,传统的⼯⼚级⼯业机器⼈⽆法满⾜⽣产的严格要求,随着机器⼈技术在航空制造领域的应⽤,专⽤的⾮标机器⼈需求将会越来越多,这就意味着将会有针对具体任务进⾏机器⼈本体结构的创新性产品,扩⼤机器⼈的应⽤范围。

4.机器⼈控制技术由于⼯业机器⼈是⼀个⾮线性、多变量的控制对象,结合了位置、⼒、⼒矩、视觉等信息反馈,柔顺控制、⼒位混合控制、视觉伺服控制等⽅法得到了⼤量应⽤和研究,⾯对⾼速度、⾼精度、重载荷的作业需求,机器⼈的控制⽅法仍将是研究重点。

5.智能规划技术机器⼈是⾃动化技术的载体,⽆论是哪种⼯作,最终都只能依靠机器⼈末端严格按照预定轨迹运动完成作业,因此轨迹规划的结果直接影响机器⼈的⼯作效能和效率,⽽轨迹规划的效率和⾃动化程度则直接影响⽣产准备时间。

飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用【摘要】飞机数字化装配技术作为航空工业的重要技术手段,正逐步成为当前航空制造业的发展趋势。

本文首先介绍了飞机数字化装配技术的发展现状和意义,探讨了研究目的与意义。

接着详细阐述了飞机数字化装配技术的基本原理和关键技术,并探讨了其在航空工业中的应用及未来发展方向。

对飞机数字化装配技术的优势与挑战进行了分析。

结论部分指出飞机数字化装配技术将为航空工业带来技术革新和效率提升,具有广阔的应用前景。

未来研究方向和重点也在文章中进行了探讨。

飞机数字化装配技术的应用将为航空工业带来更加智能化、高效化的生产模式,为行业未来发展注入新的动力。

【关键词】飞机数字化装配技术、发展现状、意义、原理、关键技术、应用、未来发展方向、优势、挑战、技术革新、效率提升、应用前景、研究方向、重点。

1. 引言1.1 飞机数字化装配技术的发展现状飞机数字化装配技术是指利用数字化技术对飞机装配过程进行优化和改进的一种装配方式。

随着科技的不断进步和航空工业的不断发展,飞机数字化装配技术也在不断完善和发展。

目前,飞机数字化装配技术在航空工业中已经得到广泛应用,并取得了显著的成效。

在飞机制造领域,数字化装配技术已经成为了提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量的重要手段。

通过数字化技术,可以实现对飞机各个零部件的精确定位和组装,大大提高了装配的精准度和效率。

数字化技术还可以实现装配过程的可视化管理和监控,帮助生产人员及时发现和解决问题,确保装配的质量和安全。

1.2 飞机数字化装配技术的意义飞机数字化装配技术的意义在于提高飞机制造的精度和效率,降低生产成本,加快交付速度。

传统的飞机装配流程需要大量的人力和物力投入,而且容易受到人为因素的影响,造成误差和浪费。

而数字化装配技术通过数字化建模、虚拟装配和数字化仿真等手段,可以实现对飞机装配过程的完全控制和精细化管理,提高装配的准确性和一致性。

数字化装配技术也能够实现装配过程的可视化和追溯,方便对装配过程进行监控和管理。

浅谈飞机部件数字化总装配系统

浅谈飞机部件数字化总装配系统
光栅尺 , 在每 区域 制孔 和连接 、 关键控制点( 交点 、 端面 ) 精加工 , 的 、 、 这 3 还应 围绕产 品设置复合人机工程学 的操作平 台, 并 个方向上采用全闭环控制可以实现 、 、 y z这 3 个方 向联动控制 , 提高系统 的控制精度。 复合 装 配可 视 化终 端 以实 现无纸 化作 业 。
飞机装配按规模可分为组件装配、部件总装和 根据产品对象特征和装配要求可 以略去。 全机总装 。其中, 部件总装是指由多个相邻的组件连 接 而成 的飞机大型结构件 。传统飞机部件总装主要






采用的是部件总装配型架。装配型架通常 由骨架、 定 位件 、 夹紧件 和辅助设备构成四部分组成 , 其主要作
化 制孔、 字化测量 以及信 息集成 管理等四 大关键技 术 , 出了国内发展应 用部件数 字化 总装配 系统的注意事项 。 数 提
关键 词 : 飞机部件 ; 总装 ; 字化 ; 数 系统
中图分类号 : G6 3 T 2
文献标识码 : A
文章编号 :6 2 5 5 ( 0 2 0 — 2 0 0 1 7 — 4 X 2 1 )6 0 6 — 2
Eq i me t u p n Ma u a t n e h o o y No6, 0 2 n f cr g T c n l g . 2 1 i
浅 谈飞机部件数字化 总装配 系统
牛润军
( 中航工业陕西飞机工业( 集团) 有限公司, 陕西 城固 7 3 1 ) 22 3
摘 要 : 文阐述 了飞机部件 数字化总装配 系统的基本功能和构成 , 本 分析 了部件数 字化 总装 配 系统中数 字化定位 、 自动
. 人移 动平 台 、 端 执行 器 和机 器人 制孑 软 件组 成 。工 24 集 成信 息管 理 末 L 由于部件数字化总装配系统是一个 多系统 的集 作时, 采用离线编程技术对制孔信息提取 , 将产 品理

工业机器人在航空航天领域的应用及技术挑战

工业机器人在航空航天领域的应用及技术挑战

工业机器人在航空航天领域的应用及技术挑战航空航天领域一直在追求技术创新和自动化生产的目标。

随着科技的不断进步,工业机器人在航空航天领域的应用越来越广泛。

本文将探讨工业机器人在航空航天领域的具体应用以及面临的技术挑战。

一、工业机器人在航空航天领域的应用1.装配和制造工业机器人在航空航天领域的主要应用之一是装配和制造任务。

机械臂的灵活性和高精度使其成为航空航天器件的理想装配工具。

它们可以进行自动化的装配过程,如安装螺钉、连接电缆和焊接零件。

这不仅提高了生产效率,还确保了装配的精确性和一致性。

2.维护和修理工业机器人也被广泛应用于航空航天设备的维护和修理中。

无人机、卫星和飞机的大规模运维需要大量的劳动力和高度专业化的技能。

工业机器人可以在此过程中发挥重要作用,如检查和更换故障部件、进行维修和涂漆等任务。

机器人具有高效、精确和危险操作的能力,可以减少人为错误和事故的风险。

3.空间探索航空航天领域的另一个重要应用是空间探索。

工业机器人被用于设计和开发探测器和火箭等载具,以及执行太空任务。

例如,机器人可以用于测试和操纵航天器的关键部件,如机械臂和防护罩。

它们还可以在载具的发射过程中执行关键任务,如装载和卸载货物、调整载具的姿态等。

二、工业机器人在航空航天领域的技术挑战尽管工业机器人在航空航天领域有着广泛的应用,但仍然面临一些技术挑战。

1.灵活性和多功能性航空航天领域的要求非常复杂多样,因此工业机器人需要具备较高的灵活性和多功能性。

它们需要能够适应不同尺寸、形状和材料的零件,并能够执行各类不同的任务。

此外,机器人还需要具备自主学习和适应能力,能够根据不同情境做出智能的决策。

2.高精度和稳定性航空航天设备的制造和维护通常要求高精度和稳定性。

机器人需要能够实现高精度操作,以确保零件的准确装配和维修。

此外,机器人的稳定性对于执行飞行器装配任务尤为重要,以防止松动或失控的情况发生。

3.人机协作在航空航天领域,机器人往往需要与操作员和其他机器人进行协同工作。

工业机器人在航空航天制造业的应用与趋势

工业机器人在航空航天制造业的应用与趋势

工业机器人在航空航天制造业的应用与趋势工业机器人在航空航天制造业中扮演着越来越重要的角色。

随着航空航天技术的不断发展和工业机器人技术的不断进步,机器人在航空航天制造过程中的应用不仅提高了生产效率,也提高了产品质量。

本文将介绍工业机器人在航空航天制造业的应用情况以及其未来发展的趋势。

一、工业机器人在零部件制造中的应用1.组装工艺的自动化在零部件制造过程中,组装工艺是一个重要的环节。

通过工业机器人的应用,可以实现零部件的自动化组装,减少人工操作,提高生产效率和产品质量。

工业机器人通过精确的程序控制和高精度的动作,能够完成复杂的组装任务,如螺栓拧紧、零件装配等。

这不仅节约了人力成本,还缩短了制造周期。

2.焊接工艺的自动化焊接是航空航天制造中常用的工艺之一。

传统的手工焊接存在人工操作不稳定、焊接质量难以控制等问题。

而工业机器人的应用能够实现焊接工艺的自动化,提高焊接质量和效率。

工业机器人具有高精度、高速度、高重复性的特点,能够完成复杂的焊接任务,如薄板焊接、点焊、激光焊接等。

二、工业机器人在飞机制造中的应用1.零部件加工工业机器人在飞机制造中广泛应用于零部件的加工过程。

例如,机翼、机身等复杂零部件的加工需要高度精确的操作。

通过工业机器人的应用,可以实现对复杂曲面的加工、钻孔、铣削等工艺,提高加工质量和效率。

2.机器人辅助装配机器人在飞机装配过程中的应用也十分重要。

通过工业机器人的应用,可以实现对飞机零部件的自动化装配,减少人工操作,提高装配精度和效率。

例如,机身的铆接、机翼的组装等工序都可以通过工业机器人来完成。

三、工业机器人在航天器制造中的应用在航天器制造中,工业机器人起到了关键的作用。

例如,航天器的组装是一个精密的过程,需要高度精确的操作。

通过工业机器人的应用,可以实现航天器零部件的自动化组装,提高装配质量和效率。

此外,工业机器人还可以应用于航天器的测试和检测过程,提高测试效率和准确度。

四、工业机器人在航空航天制造业的趋势随着科技的不断进步,工业机器人在航空航天制造业中的应用将进一步扩大。

飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用【摘要】飞机数字化装配技术是当今航空工业的重要发展方向,其起源可追溯至数字化制造技术的兴起。

本文首先介绍了数字化装配技术的起源与发展历程,然后重点阐述了飞机数字化装配技术的特点和优势,包括提高生产效率、降低成本、优化设计等方面。

接着分析了飞机数字化装配技术的应用范围,涵盖了设计、制造、维修等各个环节。

最后展望了飞机数字化装配技术的未来发展趋势,指出其在智能化、自动化方面的潜力。

结论部分探讨了飞机数字化装配技术的发展前景、重要性以及对航空工业的影响,强调了其对提升航空产品质量、推动产业升级的积极作用。

飞机数字化装配技术的不断创新与应用,必将推动航空工业不断迈向更高水平。

【关键词】飞机数字化装配技术、发展、应用、起源、特点、优势、范围、未来发展、前景、重要性、影响、航空工业1. 引言1.1 飞机数字化装配技术的发展与应用飞机数字化装配技术的发展与应用是当今航空工业中的重要趋势。

随着科技的不断进步,数字化装配技术在飞机制造领域得到了广泛的应用和发展。

数字化装配技术的出现,极大地提高了飞机制造的效率和质量,同时也降低了生产成本,为航空工业带来了巨大的发展机遇。

飞机数字化装配技术采用先进的计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术,实现飞机零部件的数字化设计和装配。

通过数字化装配技术,可以实现对飞机零部件的精确设计和定位,确保飞机的装配精度和质量。

数字化装配技术还可以实现对飞机制造过程的全程监控和管理,提高生产效率和灵活性。

飞机数字化装配技术的应用范围非常广泛,涵盖了飞机的设计、制造、装配和维护等各个环节。

在飞机设计阶段,数字化装配技术可以帮助设计师快速建立虚拟模型,并进行仿真分析,提高设计效率和精度。

在飞机制造阶段,数字化装配技术可以帮助生产厂家实现自动化生产和智能化装配,降低生产成本和减少人为误差。

在飞机维护阶段,数字化装配技术可以帮助维修人员快速定位故障部件,并提供详细的维修指导,提高维修效率和安全性。

工业自动化机器人在航空航天制造业中的应用案例分析

工业自动化机器人在航空航天制造业中的应用案例分析

工业自动化机器人在航空航天制造业中的应用案例分析工业自动化机器人是航空航天制造业中不可或缺的重要工具,它们在航空航天制造过程中的应用,极大地提高了生产效率、降低了成本,并提高了产品质量和安全性。

本文将以多个航空航天制造领域的典型案例为例,分析工业自动化机器人在该行业中的应用情况。

1. 汽机舱自动焊接:汽机舱的制造需要高精度的焊接技术,传统的焊接方法存在着效率低、质量不稳定等问题。

通过引入工业自动化机器人进行焊接,可以大大提高焊接的准确度和速度。

例如,某航空制造公司在汽机舱制造中引入了工业机器人,能够自动完成焊接任务,大大提高了生产效率,同时确保焊接质量的稳定和一致性。

2. 载荷搬运:在航空航天制造过程中,需要对重量较大的部件进行搬运。

传统的搬运方法通常需要多人合力完成,容易造成劳动强度大、生产效率低下等问题。

引入工业自动化机器人进行载荷搬运可以解决这些问题。

例如,某飞机制造厂引入了工业机器人来搬运大型机翼。

机器人能够准确地进行机翼的握取和搬运,提高了搬运效率,减轻了人工劳动强度。

3. 飞机外壳喷涂:飞机外壳的喷涂工作需要高精度和高质量的涂装工艺。

传统的手工喷涂技术存在着人为因素的影响,易产生涂装不均匀、漏洞等问题。

工业自动化机器人在喷涂过程中具备高精度的定位和控制能力,能够实现均匀的喷涂和涂装质量的稳定。

某飞机制造公司引入了工业机器人进行外壳喷涂,不仅提高了喷涂效率,还保证了喷涂的均匀性和质量一致性。

4. 飞机部件组装:飞机的组装工作需要高度的精确度和准确度。

传统的手工组装容易出现误差和浪费。

工业自动化机器人在飞机部件的组装过程中发挥着重要作用。

例如,某飞机发动机制造厂引入了工业机器人来完成发动机的组装任务。

机器人能够通过计算机控制精确地完成各种组装动作,大大提高了组装的准确度和效率。

5. 无人机生产:无人机是航空航天领域的新兴产业,对于高精度和高效率的生产工艺要求极高。

工业自动化机器人在无人机制造中发挥着重要作用。

机器人型装备在航空装配中的应用现状与研究展望

机器人型装备在航空装配中的应用现状与研究展望

机器人型装备在航空装配中的应用现状与研究展望摘要:航空工业的发展水平是衡量一个国家科学技术、工业发展和综合国力的重要标志。

航空产品装配具有结构形式复杂,组成零件种类多、数量大以及作业任务繁复等特点,以大型客机为例,其部件装配工作量占整个产品制造周期50%以上。

因此,装配技术的先进性很大程度上决定了航空产品的制造成本、生产周期和最终质量,是一个国家航空工业发展水平的核心指标。

本文主要分析机器人型装备在航空装配中的应用现状与研究展望。

关键词:航空工业;装配自动化;机器人型装备;人机协作;人工智能引言机器人型装备具有自动化程度高、运动灵活性好、定位精度高以及生产布置柔性可重构等诸多优点,而且可以与大行程龙门行车、移动AGV(Automated Guided Vehicle)作业平台等相互配合,实现大范围、高精度、高柔性和自适应装配作业。

因此,机器人型装备成为提高航空工业零部件装配自动化水平和柔性化程度的重要途径,也是当前国际机器人机构学领域的研究热点。

1、大部件自动对接装备国外研究和应用现状20世纪80年代开始,为了提高大型客机的生产效率,国外航空工业大力发展飞机机身、机翼等大型部件的自动化对接装配技术。

发展至今,在波音公司和空中客车公司等国外主流航空制造企业中,基于柔性调姿装备的大型部件自动化对接装配技术已完全取代传统的利用专用刚性工装进行定位的对接方式,集成了高精度激光测量、自动化调姿匹配和柔性化伺服定位等先进技术,大部件自动对接技术大大提高了航空产品制造的对接精度和装配效率。

自动化对接技术发展初期,以空中客车公司和波音公司为代表的国外先进航空制造企业着力推动了数字化装配技术,发展了一套由激光测量单元、伺服定位机构、最优匹配算法以及自动控制软件等组成的大部件自动对接装配系统,并成功应用于大型客机的机身、机翼等大型部段的对接装配。

20世纪80年代末,美国先进集成技术公司研制了一套用于飞机大部段装配的自动对接平台,其定位机构为由机械传动装置和控制系统组成的一套自动化千斤顶。

工业机器人在航空航天领域的应用与前景

工业机器人在航空航天领域的应用与前景

工业机器人在航空航天领域的应用与前景随着现代科技的飞速发展,工业机器人作为一种高效率、高精度的自动化装备,正在航空航天领域展现出越来越广泛的应用。

本文将探讨工业机器人在航空航天领域的应用以及其未来前景。

一、工业机器人在航空航天领域的应用1. 装配与制造:工业机器人在航空航天制造过程中起到至关重要的作用。

它们可以代替人力进行重复性的装配、焊接、打磨等工作,提高生产效率和产品质量。

同时,机器人可以在狭小空间内进行操作,完成一些人难以达到的任务。

2. 检测与维护:工业机器人可以搭载各种传感器和相机,对航空航天设备进行精确的检测和维护工作。

例如,在飞机维修过程中,机器人可以利用激光雷达等设备,对飞机表面进行全面扫描,及时发现并修复隐患,确保航空器的安全性。

3. 物料搬运与仓储管理:航空航天领域涉及到大量的物料搬运和仓储工作,工业机器人可以代替人力完成这些任务,提高工作效率和安全性。

同时,机器人可以通过物联网和智能算法,实现物料的自动化管理和调度,减少人为错误和物料损失。

4. 协作与协调:工业机器人不仅可以独立完成各种任务,还可以与其他机器人或人类进行协作,实现任务的分工与协调。

在航空航天领域,工业机器人可以与无人机、无人潜艇等机器人协同工作,完成复杂的任务,扩大工作范围和应用领域。

二、工业机器人在航空航天领域的前景1. 自主化发展:随着人工智能和机器学习技术的不断进步,工业机器人将越来越具备自主决策和学习能力。

这将使得机器人能够更好地适应复杂多变的航空航天工作环境,提高工作效率和可靠性。

2. 精细化操作:工业机器人在航空航天领域的应用将越来越精细化。

例如,微型机器人可以用于飞机发动机内部的检修和维护,大幅减少人力投入和时间成本。

另外,柔性机器人的出现将使得机器人能够更好地适应复杂的曲面和结构,完成更高水平的装配和加工工作。

3. 网络化连接:工业机器人将与云计算、物联网等技术相结合,实现更高程度的智能化和网络化连接。

机器人在自动化装配中的应用

机器人在自动化装配中的应用

机器人在自动化装配中的应用1. 引言1.1 机器人在自动化装配中的应用机器人在自动化装配中的应用是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分。

随着科技的不断进步和机器人技术的不断发展,工业机器人在各个领域的应用也越来越广泛。

从汽车制造到电子产品装配,从食品加工到医疗器械生产,再到航空航天行业,工业机器人都扮演着至关重要的角色。

工业机器人在汽车制造中的应用,可以完成车身焊接、零部件组装、喷漆等工艺,大大提高了生产效率和质量。

在电子产品装配领域,工业机器人可以精准地完成微小零件的组装,保证了产品的稳定性和一致性。

在食品加工行业,工业机器人可以替代人工进行食品的分拣、包装等工作,降低了生产成本和食品安全风险。

可以看到,工业机器人在自动化装配中的应用不仅提高了生产效率和产品质量,还减少了劳动力成本,推动了工业生产的现代化和智能化发展。

在未来,随着机器人技术的不断创新和发展,工业机器人在自动化装配中的应用前景必将更加广阔,对人类社会产生深远的影响。

2. 正文2.1 工业机器人在汽车制造中的应用工业机器人在汽车制造中的应用十分广泛,其高效、精准的特点使其成为汽车制造业中不可或缺的一部分。

在汽车装配线上,工业机器人可以完成各种重复性、繁琐的任务,比如焊接、涂装、组装等。

这些工序对于提高汽车制造的效率和质量至关重要,而工业机器人的应用使得这些工序可以更加稳定和精确地进行,从而降低了产品的次品率,提高了生产效率。

工业机器人在汽车制造中还可以应用于零部件的加工和搬运。

比如对于一些小零件的加工,工业机器人可以通过自动化的方式完成,大大提高了生产效率,并且减少了人力成本。

工业机器人的搬运功能也大大简化了汽车制造中的物料搬运过程,让整个生产流程更加顺畅。

工业机器人在汽车制造中的应用不仅提高了生产效率和产品质量,还降低了生产成本。

随着工业机器人技术的不断进步和应用领域的拓展,相信在未来工业机器人在汽车制造中的作用会变得更加重要,推动汽车制造业朝着智能化和自动化的方向发展。

工业机器人在装配生产中的应用与优化

工业机器人在装配生产中的应用与优化

工业机器人在装配生产中的应用与优化
一、工业机器人在装配生产中的应用
工业机器人是人类利用机械、电子、传感器、控制器等技术所研制的可以完成精确检测、收集信息、定位、导航等任务的机械装置,它们具有快速、准确、高效、稳定可靠的特点,在装配生产中有着重要的应用,有助于企业提高产品质量和生产效率。

1.定位导航。

利用工业机器人的定位导航能力,可以实现精确定位和导航,比如机器人可以根据设定的路径自动导航,精确完成拾取、移动等任务,用于装配生产的定位导航也可以根据设定的路径和坐标完成精确的位移。

2.程序控制。

机器人可以根据给定的程序自动控制,它可以将操作过程有条不紊地执行下去,在高效的时间里完成任务,有利于提高装配的生产效率。

3.传感和检测。

在装配生产过程中,机器人可以根据传感器收集的信息,准确检测零件尺寸、夹持力等,以保证零件的装配质量,减少浪费。

二、工业机器人在装配生产中的优化
随着经济的发展,企业更加注重降低成本,提高生产效率,针对工业机器人的应用,用于装配生产的优化有多种措施。

1.增加机器人数量。

增加工业机器人的数量,可以减少人工作量,大大提高装配生产的效率,从而降低成本。

2.改进参数设置。

工业自动化技术在航空航天中的应用

工业自动化技术在航空航天中的应用

自动化仪表、远程监控 等。
自动控制、智能制造等 。
PART 02
航空航天领域的特点与挑 战
航空航天领域的特点
高精度要求
航空航天领域对产品精度 要求极高,任何微小的误 差都可能导致严重的安全 问题。
复杂性和集成性
航空航天产品通常非常复 杂,涉及众多子系统和技 术领域的集成。
长生命周期
航空航天产品通常具有很 长的生命周期,需要经过 长时间的使用和验证。
工业自动化技术的创新与突破
智能制造技术
利用大数据、人工智能等技术, 实现航空航天制造过程的智能化 和自主化,提高生产效率和产品
质量。
机器人技术
研发更高效、精准的工业机器人 ,应用于航空航天制造中的复杂 、危险和精密加工,降低人工操
作风险。
增材制造技术
利用3D打印等技术,实现个性化 定制和快速原型制造,缩短产品
2023-2026
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工业自动化技术在航 空航天中的应用
REPORTING
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目 录
• 工业自动化技术概述 • 航空航天领域的特点与挑战 • 工业自动化技术在航空航天中的应用实例 • 工业自动化技术在航空航天中的未来发展
PART 01
工业自动化技术概述
定义与特点
总结词
确保产品质量、提高检测效率
详细描述
自动化检测系统在航空发动机制造中是必不可少的,能够快速、准确地检测发动 机的性能参数,确保产品质量。相比传统的人工检测方式,自动化检测不仅提高 了检测效率,还能有效降低检测误差,提升发动机的性能和可靠性。
自动化物流系统在航空航天制造中的应用
总结词
优化库存管理、实现高效物流运作
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工业机器人在飞机数字化装配中的应用Application of Industrial Robot in Aircraft Digital Assembly[ 摘要] 通过对当今工业机器人技术的发展和背景的分析,表明该技术在飞机装配中的重要价值,并分列阐述出智能工业机器人在飞机装配中的八大主要应用环节。

指出在发展工业机器人技术应用中的主要关键技术。

并对其在航空领域的发展方向和趋势进行了展望。

关键词:工业机器人数字化装配集成生产线[ABSTRACT] Through the analysis of the industrial robot development and background, the technology importance in the aircraft assembly is shown, and its eight main application areas are expatiated separately.The key technologies of its application development are pointed out. At last,the developing direction and trend of the intelligent industrial robot are prospected in the aeronautical manufacture and assembly field.Keywords: Industrial robot Digitization Assembly Integration Production line随着当今飞机结构设计复杂性的增加及数字化装配技术难度的提高,越来越多地依靠人力手工完成的装配工作或其他复杂制造环节的工作已无法继续按传统的方式实现。

而随着集成制造技术发展起来的工业机器人技术,越来越多地开始被航空制造业所关注和运用。

1 工业机器人技术的发展工业智能机器人是一种能自动定位控制的操作机。

能搬运材料、零件或操持工具。

并且,这种“机械电子装置”正向着智能化方向发展。

集成应用于当今飞机数字化柔性装配技术体系中,能适应多种复杂装配环节的工作,可以更加快速、准确地运动和作业。

自从20 世纪60 年代初世界第一台机器人在美国问世以来,机器人技术便表现出强大的生命力,迅速发展。

但是,目前世界上对于机器人系统的开发,欧洲处于领先地位,机器人年营业额估计达到了35 亿欧元,占全球销售额的33%。

机器人自动化系统和相关服务,涉及大约225 家公司,其年营业额超过了130 亿欧元,并且以每年7% 的速率在增长。

我国20 世纪80 年代,开始对机器人技术进行研究和开发,目前仍然没有形成完整的自主研发的实用性技术体系。

特别是在航空领域,还没有针对飞机装配特定环节的专用机器人/ 机械臂,我国航空企业所使用的机器人系统绝大多数都是国外采购,国内并无该方面的自主研发设备和技术。

并且,由于航空工业的高精度、高效率、低成本等要求,使得该系统技术还未能在航空专用制造领域中被充分利用。

在多自由度专用机械臂技术方面的研究,我国发展起步时间相对较晚,质量性能存在缺点,研究品种比较单调,实用性、专用性价值不高。

未来国际上工程实用化工业机器人系统的发展主要包括以下4 个方面:(1)结构的优化设计。

结构更加灵巧,新的高强度轻质材料使用,进一步提高其负载/ 自重比,同时机构进一步向着模块化、可重构方向发展。

(2)直驱式、多传感器融合、遥控及监控等技术的实用化运用。

(3)智能化、并联机器人技术发展。

多智能体(multi-agent) 协调控制技术应用,实现多机械臂、机器人、人机结合协作工作。

(4)针对高精尖的行业领域开发专用机械臂或机器人系统。

2 工业机器人技术在飞机装配中的重要价值传统的工业机器人已在汽车行业大量应用,具有灵巧柔性好、机动性好、环境适应性强、生产效率高、成本低、便于维护、精度有限、负载能力弱等特点。

而精度、刚度和负载的不足,使得其在飞机装配中的应用方面长期受到限制。

但随着数字化技术和机器人技术的发展,机器人已演变成一种智能化的设备,出现具有自主性、智能性、移动性、作业性特点的智能机器人。

智能机器人技术已能满足飞机装配的需求,作为一种灵巧、高柔性和较低成本的自动化装备,可克服传统数控机床的不足,集成应用于飞机自动化柔性装配系统中,能适应多种复杂装配环节的工作,可以更加快速、准确地移动、定位、调整和作业(如制孔、测量、铆接、安装、涂胶、焊接等)。

目前,智能机器人在国外飞机制造特别是装配领域的应用不断扩大。

在国内飞机制造特别是飞机装配中应用智能工业机器人技术,具有以下6 点战略意义和价值:(1)提高飞机制造的自动化、数字化和柔性化水平,克服手工装配的局限,实现新一代飞机结构的长寿命、高可靠性和装配质量稳定性要求,满足飞机设计性能技术指标;(2)通过应用基于机器人的自动化装配系统,提高飞机装配的生产效率和产能,满足批生产要求,实现飞机产品的准时供应,提高市场竞争力;(3)立足自主创新,突破和掌握自动化装配系统的关键技术,打破国外的技术封锁,形成具有自主知识产权的自动化装配技术体系,提高国内航空产业的国际竞争力;(4)掌握自动化装配技术关键技术,在国际合作、技术/ 设备的引进和消化吸收上提供技术基础和保障,掌握主动权;(5)为国内自动化装配系统的研制打下基础,节省引进费用;(6)带动国内机器人、数字化技术、自动化装备制造等相关产业的发展,提高国内的技术水平,并可辐射并推动相关产业的高技术化。

由于机器人自身的优势和特点,其经济价值表现在下面11 个方面:(1)节省场地费;(2)节省固定投资;(3)机动性好、灵活方便,免除了重复投资;(4)生产准备时间短;(5)更换不同的执行器,实现多用途;(6)维护费用低;(7)投资见效快,制造周期短;(8)投资回报率高;(9)安装调试时间短,生产投入快;(10)可重构性好,适于飞机的多品种、小批量生产;(11)可在恶劣环境下工作,大大减轻对人体的伤害,从而减轻企业的劳保花费。

3 智能工业机器人在飞机装配中的主要应用技术案例针对飞机装配中的主要工作环节内容,可以分为壁板级装配环节、半壳体装配、部段舱段装配、舱段对接装配和翼身对接装配5 大部分。

因为机器人可以携带一定重量的不同功用的末端执行器进行工作,因此这部分中很多工作内容已经或者将来可以借助智能机器人技术进行数字化装配改进。

具体包括以下8 项主要技术。

3.1 自动化切割切割机器人能满足切割零件高精度的要求,完成高质量工作,它包括火焰切割、等离子切割和激光切割等。

另外,也可以实现对飞机壁板的自动化修边。

飞机壁板件在加工成型时总要留有一定的余量,在装配前根据具体配合关系进行切边修整。

采用工业智能机器人能够更高效、更便捷、更精准地完成零组件切边工作,如图1所示。

从而代替传统的手工修边或笨重的切边机等。

图1 机器人为铝合金组件切边Fig.1 Robot is cutting edge of Al-alloy components3.2 机器人自动制孔与连接技术装配过程中的零组件装配、部件装配和部件对接装配过程都需要进行大量的制孔、铆接等连接工作。

先进飞机装配技术已经有了革命性的发展和创新。

机器人已经实现自动钻铆、焊接等工作,并逐渐应用于飞机装配中。

在大型飞机机身壁板上进行连接,采用人工钻铆方式完成数以万计的紧固件制孔、铆接非常耗时耗力,而采用机器手带动钻铆末端执行器,或采用爬行机器人可以轻松实现,并且效率是人工的6~10 倍。

现代飞机大量采用复合材料、钛合金等难加工材料,大型飞机对大尺寸孔的制备精度提出了更高的要求,因此普遍采用自动化制孔技术以满足结构的长寿命、隐身性和互换性的要求。

如图2、图3 所示,机器人自动制孔系统可用于壁板、翼盒、舱段及大部件对接等方面。

自动化连接按方式分为3 种:机械连接、焊接和胶接。

图4 中为机器人完成发动机短舱上的焊缝工作根据连接对象又可分为零组件的连接、部件的组装及对接总装。

对于机器人而言,只需更换一组末端执行器,略微修改工作运动指令程序,即可轻松实现多种连接工作。

3.3 测量辅助机器人数字化装配定位对于占飞机制造工作量50%以上的装配工作而言,除了钻铆连接这项重要工作,就是精确定位问题了。

现在,可以借助数字化技术及自动化设备来辅助完成。

如采用先进高精度测量设备和工业机器人相结合的柔性夹持定位系统。

数字化光学设备以激光跟踪仪为代表,包括激光雷达、数字摄影照相机、iGPS 室内测量系统等。

国外各大飞机生产厂商通过对这些技术不断开发,精度已经基本保证在0.01mm/m 范围内,甚至达到了0.005mm/m。

对小范围内的零组件的定位,可借助机器人结合测量设备来实现。

测量设备可以弥补机器人自身定位精度不足的问题,即在机器人或所夹持工件上设置关键测量点,用不同的高精度光学测量设备对其运动状态、位姿进行监控,机器人按计算的运动轨迹将被装配工件移动到位。

如波音787 的D-NOSE 组件在钻铆机上就是采用机器人进行搬运的,在零件的定位面上设置几个激光扫描靶标来辅助定位,如图5 所示。

图5 F35后机身壁板用机器人进行定位移动Fig.5 Positioning and moving of F35 rear fuselageby using robots另外,飞机组部段会经常在整个厂房内或者是较大空间范围内进行搬运,对于现代化数字化工厂来说,这个工作极为重要。

因为只有高效、快速、合理地组织飞机组部件的调配,才能符合精益制造的原则,达到制造装配的利益最大化。

采用机器人进行搬运和移动飞机产品零部件到准确的装配位置,不仅提高了装配移动定位的准确性和自动化程度,还大大提高了装配制造的效率,节省了人力物力。

这已经在波音787、A380 等项目上使用。

借助成熟的AGV 车或者气垫车设备安装上机器人手臂,并借助iGPS 导航,可以迅速达到指定位置,准确抓取产品组部件运送并安放在目标位置点,如图 6 所示。

3.4 机器人检测、探伤机器人在检测方面应用也很广泛。

第一,进行产品结构的检查(如孔径和外形检测),如图7 所示。

第二,用于工件内部的检查(如无损探伤),具有速度快、准确度高等特点。

第三,由于其可携带多种末端执行机构,因此可以安装测量头(非接触式光学反射镜或接触式探头等),对复杂、隐蔽的产品空间进行测量。

这对于具有多种复杂结构零件的产品是极为有用的,如对发动机进气道的测量、安装、检验等。

图7 机器人孔检测Fig.7 Hole inspecting by robot3.5 喷涂采用智能工业机器人进行多种喷涂工作在制造业已较为广泛。

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