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智能工业机器人在航空制造业的应用

孙晓飞

航空工业西飞,陕西西安,710089

摘要: 随着航空制造业的快速发展,智能工业机器人在各个领域的应用越来越广泛。本文主要叙述智能工业机器人在航空制造业中的应用现状、发展趋势及其对航空制造业的影响。阐述了智能工业机器人在航空制造业中的主要应用领域,智能工业机器人在航空制造业中的发展趋势。
关键词: 智能工业机器人;航空制造;智能应用;发展趋势;影响
DOI:10.12721/ccn.2024.157316
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引言:航空制造业作为全球高度竞争的产业,对高效、精确和可靠的生产技术有着极高的要求。近年来,智能工业机器人的应用为航空制造业在提效、增速、降本等方面提供了有效的解决方案。本文旨在分析智能工业机器人在航空制造业中的应用及其对该行业的影响。

一、智能工业机器人在航空制造业的应用现状

1.自动化装配

由于航空制造涉及大量的组装工序,工序繁琐、复杂。人工操作往往存在效率低下,装配质量难以保证和安全隐患。智能工业机器人具备高度精确的定位与操作能力,可以大幅提高装配精度和效率。机器人在高强度、高精度的装配任务中具有较强的高效和稳定性,可确保零组部件间的精确配合装配。机器人拥有卓越的适应环境、条件变化能力,可以迅速应对各种生产要求,实现生产的多样化和灵活性。在航空制造业中,自动化装配对于提高产品质量、降低生产成本和加快制造周期具有重要意义。

2.机器视觉与质量检测

航空制造领域对产品质量和安全性要求极高,因此质量检测环节至关重要。传统的质量检测方法往往依赖人工,存在主观性和误差。而机器视觉技术结合智能工业机器人,可实现对航空零部件的高精度、高效率的自动检测。机器视觉系统能够识别并定位零部件的缺陷,如间隙、位置、形状、数量、裂纹、磨损等,从而提高检测准确性。机器视觉系统具备较强的自适应性,可在不同生产环境中实现快速部署和应用。机器视觉与质量检测在航空制造业中具有广泛的应用前景。

3.机器人协作

合作型机器人(Cobots)在与人类员工共享作业区域的同时,确保安全且高效的协同操作。相较于一般的工业机器人,这种协作型机器人展现出更为出色的适应性与交互能力,让其能够应对复杂且多样的生产任务。在航空制造业中,协作机器人可以协助人类工作人员完成一些高精度、高强度的操作,如搬运、装配、打磨、制孔等任务,从而提高生产效率和工作质量。协作机器人还可以在特殊环境下(如高温、低温、高辐射等)进行作业,降低人类工作人员的安全风险。协作机器人可以通过人机交互界面与工作人员进行实时沟通,使得人机协作变得更加顺畅。协作机器人的学习能力和自主性也在不断提高,可以在一定程度上减轻人类工作人员的劳动强度,提高生产效率。

二、智能工业机器人在航空制造业的发展趋势

1.人工智能与大数据技术的结合

人工智能和大数据技术的迅猛发展,这两种技术在智能工业机器人领域的应用也日益广泛。在航空制造领域,人工智能科技助力智能化工业机器人实现自我学习,优化制造流程并提升生产效益。举例来说,通过对大量基础数据的统计、分析和归类,这些机器人能预测生产过程中可能出现的问题,提示生产风险,从而达到预防故障及时维护减少犯错几率实现提前预防的目的。人工智能技术还可以帮助机器人在多样化的生产任务中实现快速适应和优化,实现高效率高质量的目标。

2.5G与远程操控技术的应用

5G通信技术具有高速率、低时延、大连接数等特点,为智能工业机器人在航空制造业中的应用带来了新的可能性。借助5G技术,航空制造业中的机器人可以实现实时、高速的数据传输和远程操控。这意味着工程师可以在远离生产现场的地方对机器人进行监控和控制,提高生产过程的灵活性和效率。此外,5G技术还有助于实现工厂内部机器人之间的高效协同作业,进一步提高生产效率和质量。

3.机器人与虚拟现实(VR)及增强现实(AR)技术的结合

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术在航空制造业中的应用正在逐渐成为一个重要的发展趋势。通过将这两种技术与智能工业机器人相结合,可以实现更加直观、高效的人机交互。例如,在航空制造过程中,工程师可以借助VR技术模拟现实环境,对机器人进行编程和调试,提高开发效率。同样,借助AR技术,工程师可以在现实环境中实时查看机器人的状态和操作指令,提高生产过程的可视化水平。此外,VR和AR技术还可以用于培训新员工,帮助他们更快地适应生产现场,提高工作效率。

三、智能工业机器人对航空制造业的影响

1.提高生产效率与降低成本

在航空制造领域,智能工业机器人的运用在提升生产效能和降低成本方面发挥着至关重要的影响力。智能工业机器人具有更高的精度、稳定性和效率,能够在短时间内完成大量复杂的生产任务。此外,智能工业机器人在持续运行和高强度工作环境下表现出较强的稳定性,有助于减少生产中的故障和维护成本。同时,智能工业机器人具有较高的可“塑”性,可适应多样化的生产需求,实现灵活生产,进一步降低生产成本。

2.推动技术创新

在航空制造行业中,智能工业机器人的运用催生了相关技术的革新与进步。伴随着航空制造业对智能工业机器人需求的持续攀升,诸如人工智能、大数据、5G通讯、虚拟现实等技术领域也实现了迅猛发展。这些技术的创新与进步,反过来又推动了智能工业机器人在航空制造业的应用,形成了一个良性循环。技术创新还有助于提高航空制造业的整体竞争力,为企业带来更多的市场机遇。

3.转变劳动力结构

智能工业机器人在航空制造业的应用对劳动力结构产生了深远影响。随着机器人技术的广泛应用,一些重复性、高强度和高风险的工作逐渐被机器人取代,使得劳动力结构逐步向高技能、高素质方向转变。这要求企业加大对员工培训和教育的投入,提高员工的技能水平和综合素质。利用智能工业机器人还能够促进劳动生产率的提升,降低员工的工作强度,优化工况分布生产环境。从长远来看,这将有助于提高航空制造业数字制造智能制造的整体发展,实现产业结构的优化与升级。

结论:智能工业机器人在航空制造业的应用不仅提高了生产效率,产品质量,降低了成本,还推动了该行业的技术创新。伴随人工智能、大数据、5G及虚拟现实等技术日益成熟并相互融合,智能工业机器人在航空制造行业的运用将进一步扩展并深化。智能工业机器人的应用还将对航空制造业的劳动力结构产生深远影响,促使产业结构调整与升级。

参考文献:

[1]航空制造机器人现状与发展趋势[J].王国磊;吴丹;陈恳航空制造技术,2015(10)

[2]考虑结构变形的机器人运动学标定及补偿[J].刘志;赵正大;谢颖;任书楠;陈恳机器人,2015(03)

[3]蛇形臂机器人在航空制造业中的应用[J].姚艳彬,航空制造技术,2014(21)