七大核心技術(shù)助力工業(yè)機(jī)器人邁進(jìn)航空航天領(lǐng)域

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人正逐步應(yīng)用在航空制造領(lǐng)域，但是一些問題也暴露了出來，比如工作過程中自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長以及機(jī)器人本體柔性不足，只能完成某些工作，導(dǎo)致設(shè)備利用率較低。因此，工業(yè)機(jī)器人要更加智能化才能滿足航空制造領(lǐng)域生產(chǎn)的要求，為此機(jī)器人需要具備以下其中核心技術(shù)。

1.末端精度補(bǔ)償技術(shù)

機(jī)器人末端精度受到機(jī)器人剛度、負(fù)載、刀具磨損、機(jī)械間隙以及熱效應(yīng)等多種因素影響，除了使用高精度的測量儀器外，建立定位誤差模型和補(bǔ)償算法也是提高定位精度的重要手段。因此，需要根據(jù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)剛度、位置誤差、溫度引起的變形等進(jìn)行參數(shù)辨識，獲得誤差模型或誤差矩陣，進(jìn)而通過精度補(bǔ)償算法對末端執(zhí)行器的定位提供伺服修正。

2.高精度測量定位技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度高但是絕對定位精度低，這樣是沒法滿足航空航天數(shù)字化安裝的絕對定位精度的要求，因此需要高精度測量裝置引導(dǎo)機(jī)器人末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的伺服控制。目前，大范圍測量主要使用激光跟蹤儀和iGPS等，局部測量中單目視覺、雙目視覺、手眼視覺、激光測距傳感器等各有所長，在某些特殊場合下，聲覺、力覺傳感器也有用武之地。

3.機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

由于航空產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的特殊性，傳統(tǒng)的工廠級工業(yè)機(jī)器人無法滿足生產(chǎn)的嚴(yán)格要求，隨著機(jī)器人技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用，專用的非標(biāo)機(jī)器人需求將會(huì)越來越多，這就意味著將會(huì)有針對具體任務(wù)進(jìn)行機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性產(chǎn)品，擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用范圍。

4.智能規(guī)劃技術(shù)

機(jī)器人是自動(dòng)化技術(shù)的載體，無論是哪種工作，最終都只能依靠機(jī)器人末端嚴(yán)格按照預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)完成作業(yè)，因此軌跡規(guī)劃的結(jié)果直接影響機(jī)器人的工作效能和效率，而軌跡規(guī)劃的效率和自動(dòng)化程度則直接影響生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。為了提高機(jī)器人的智能化程度，圖像識別、語音識別、語音合成、自然語言理解等技術(shù)也會(huì)被廣泛應(yīng)用于增加、改良人機(jī)交互方式。此外隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)為機(jī)器人智能化提供更多新的思路。

5.機(jī)器人控制技術(shù)

由于工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)非線性、多變量的控制對象，結(jié)合了位置、力、力矩、視覺等信息反饋，柔順控制、力位混合控制、視覺伺服控制等方法得到了大量應(yīng)用和研究，面對高速度、高精度、重載荷的作業(yè)需求，機(jī)器人的控制方法仍將是研究重點(diǎn)。

6.數(shù)字化制造體系支持技術(shù)

在以基于模型定義(ModelbasedDefinition，MBD)為核心的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造模式下，由三維設(shè)計(jì)數(shù)模分別派生出的三維工藝數(shù)模、工裝數(shù)模和檢驗(yàn)數(shù)模成為機(jī)器人作業(yè)規(guī)劃和離線編程的依據(jù)，因此基于三維數(shù)模的作業(yè)規(guī)劃、基于輕量化模型的裝配過程可視化、基于MBD的數(shù)字化檢測和基于MBD的集成數(shù)據(jù)管理功能不可或缺。

7.可重構(gòu)柔性加工單元技術(shù)

在航空器的制造過程之中，工裝型架數(shù)量多、尺寸大、種類多是一個(gè)大的開支，未來的一個(gè)趨勢就是，通過移動(dòng)各個(gè)動(dòng)態(tài)模塊改變工裝格局，適應(yīng)不同類型和尺寸的零件。這樣可以在一定程度上增加生產(chǎn)線的柔性，極大地降低生產(chǎn)成本。