航空航天制造领域工业机器人发展趋势
王红锦 任科 陈攀
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王红锦 任科 陈攀,. 航空航天制造领域工业机器人发展趋势[J]. 航空航天学报,2024.12. DOI:10.12721/ccn.2024.157105.
摘要: 航空航天领域是我国社会发展的重要支柱领域,一直备受社会各界的广泛关注,该领域与其他社会领域有着明显的不同,对于资源的需求极其巨大,同时对于工作的精准性和规范性有着较高的要求,一旦工作出现问题或者疏忽,很容易导致较大的经济财产损失,或者安全事故,甚至引起社会的动荡。因此应用工业机器人替代传统的制造以及组装工作是时代发展的必然趋势。本文立足于工业机器人的应用展开分析,从结构驱动以及节能降耗等等多个方面进行工业机器人的发展趋势研究,希望能够为我国航空航天制造领域的现代化改革提供新的思路。
关键词: 工业机器人;航空航天制造;问题与优化技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157105
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一、工业机器人应用的必要性

航空航天领域在进行制造的过程中,自身的工作流程十分的复杂臃肿,涉及到的专业技术和应用的构件十分的繁多,如果是以传统的人力资源为主的组装和制造流程,不仅工作效率相对低下,而且极容易出现安装精准度不足等等问题造成的安装事故。而工业机器人因为自身重复性精度较高,可靠性能极其良好,而且在工作过程中具有较强的适用性,已经成为了时代应用的主流趋势,目前在多个行业之中已经有了广泛的应用。在航天航空制造领域中应用工业机器人也能够从一定程度上节约人力资源成本,降低生产的时间成本,增强生产的柔性,使得航天航空领域企业的制造生产能力得以显著的提升。总体来说,工业机器人是节能降耗,提高工作效率的不二途径。

二、技术需求分析

2.1移动式工业机器人

航空航天制造领域在发展的过程中,应用数量较多的就是移动式工业机器人。这种机器人在大型产品或者是大尺度的机械设备转移中,有着极其广泛的应用。但是就我国目前的移动式工业机器人发展态势来看。大部分的工业机器人产品只是面向于小规模或是中等规模的产品制造,在应对航空等等领域设备以及产品移动的时候往往力不从心,如果按照比例对工业机器人进行放大,那么其制造和控制的成本会十分的高昂。超出了制造工作的承担能力。除此以外,航空航天大尺度产品在制造的过程中往往不方便进行移动,只能够采用固定式的工业机器人进行解决,但这种解决方案经济可行性极其低下,所以说移动式工业机器人必然是时代发展的趋势,可以从不同的工作岗位上完成相对复杂的移动作业。不仅工作的效率较高,需求的编程时间较为短暂,而且还能够使得机器人的工作柔性和工作效率得以提升。一般情况下是设置滚轮或者是履带作为移动平台设置工业机器人。不仅能够解决航空航天大尺度产品搬运不容易的问题,与继电石和导轨式的移动平台相比较,对厂房的机械设备或者是气源的供应,并没有严格的要求,可以节约一部分的研发投入和维护费用。

2.2多臂协同工作机器人

多壁协同工业机器人能够将自动化技术的优势充分的发挥出来,使得自身的功能性更加齐全,能够保证制造装配流程的顺利推进,而且协同工业机器人具有着功能分布广泛工作,作业容错性较高等等问题。是航空航天领域在制作的过程中对于部件的安装精密性,制造可靠性以及负载能力都有着较高的要求,多臂协同工业机器人在此工作环节局限性较为突出。不仅工作的精准度不足,而且还极容易造成损伤和误差,可以应用遥控技术或者是智能化技术,利用机器人的左右臂交互力学感应和任务流程指令进行装配和检测任务的完成,使得整个工作流程更具柔顺性和协调性。

三、仍需解决的关键技术问题

3.1末端执行精度不足

工业机器人在进行航空航天制造领域应用的过程之中,必须要确保自身指令执行的精准度,只有这样才能够保障航空器内部零部件的完整性和精密程度,现如今所有工业机器人通常是采用谐波减速器,关节的刚性相对较差。这无法满足实际工作应用的需求,这就需要提高定位的精准程度,首先要对关节的高度和位置误差进行精准论述,尤其是在工作环境的影响之下,温度也有可能会引起关节的变形,导致最终的参数辨识存在问题,可以利用精度补偿算法对末端执行器的定位进行校准保证其在进行工作的时候能够进行数值修正,除此以外补偿方法还可以采用在线和离线两种方式为主。离线方法主要指的是利用预先测量的手段,通过网格进行误差的识别,提前将补偿数据传输到控制中心之中,根据现场施工的实际需求进行测量算法的弥补。而在线技术则是应用动态化测量手段,例如激光跟踪定位仪等等进行动态化的修整。

3.2机器人全向移动平台

机器人全向移动平台指的是能够帮助工业机器人进行动态化移动和到达,指令实现的根本性基础,能够有效的提高工业机器人的柔性制造能力,除此之外,移动式平台本身就是半自主式的工业机器人,能够在制造安装的过程之中实现工序的精准对接,确保工作流程的顺利推进,可以代替大尺度产品运输的各项导轨和气垫运输驾车。该种平台的应用,既能够满足实际负荷的工作需求,同时还能够实现全方位的移动能力,确保工作的顺利推进,对于作业空间的需求也相对较低,整体来说多方位。移动平台具有着三维调整姿态和定位能力,自身的调节能力相对较高,而且具有着一定的精准度,在运动的过程中运动速度较快,工作的效率有了质的飞跃。自身也具有着延展性,较好操作简便等等优势是自动化技术应用的主要代表。

四、结束语

综上所述,对于我国的社会发展来说,航空航天制造领域的重要性不言而喻,本文立足于工业机器人的应用展开分析,并且探究工业机器人的发展趋势,希望能够为我国航空航天制造领域的现代化改革提供新的思路。

参考文献:
[1]柳昕.工业机器人行业运行情况及发展趋势分析[J].中国国情国力,2022(07):11-15.

[2]肖潇.工业机器人的研究现状与发展趋势探讨[J].无线互联科技,2021(23):49-50.

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