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工業(yè)機(jī)器人在航空制造領(lǐng)域的七大關(guān)鍵性技術(shù)


隨著工業(yè)機(jī)器人在航空制造領(lǐng)域應(yīng)用的逐漸深入，一些不足也開(kāi)始呈現(xiàn)出來(lái)，例如作業(yè)規(guī)劃和干涉碰撞檢測(cè)的自動(dòng)化程度低、定位標(biāo)定和離線(xiàn)編程等生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)作業(yè)柔性和可拓展性考慮不足導(dǎo)致設(shè)備利用率不高等，在航空產(chǎn)品單件小批生產(chǎn)模式下有時(shí)無(wú)法體現(xiàn)出機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)。
因此，未來(lái)航空制造領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人需要更好地適應(yīng)單件、小批生產(chǎn)模式下多變的任務(wù)需求、復(fù)雜的場(chǎng)地環(huán)境，提高定位及運(yùn)動(dòng)精度，縮短離線(xiàn)編程和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高設(shè)備利用率等，真正發(fā)揮出機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。下列技術(shù)將成為共性的關(guān)鍵使能技術(shù)。
一、高精度測(cè)量定位技術(shù)
工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度高而絕對(duì)定位精度低，無(wú)法滿(mǎn)足飛機(jī)數(shù)字化裝配中絕對(duì)定位精度要求，因此需要高精度測(cè)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。目前來(lái)看，大范圍測(cè)量主要使用激光跟蹤儀和iGPS等，局部測(cè)量中單目視覺(jué)、雙目視覺(jué)、手眼視覺(jué)、激光測(cè)距傳感器等各有所長(zhǎng)，在某些特殊場(chǎng)合下，聲覺(jué)、力覺(jué)傳感器也有用武之地。可以預(yù)見(jiàn)的是，多傳感器信息融合技術(shù)必將得到進(jìn)一步發(fā)展。
二、末端精度補(bǔ)償技術(shù)
機(jī)器人末端精度受運(yùn)動(dòng)學(xué)插補(bǔ)、機(jī)器人負(fù)載、剛度、機(jī)械間隙、刀具磨損、熱效應(yīng)等多種因素的影響，因此除了采用高精度的測(cè)量?jī)x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。為此，需要對(duì)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(shí)，獲得誤差模型或誤差矩陣，進(jìn)而通過(guò)精度補(bǔ)償算法對(duì)末端執(zhí)行器的定位提供伺服修正。
三、智能規(guī)劃技術(shù)
機(jī)器人是自動(dòng)化的載體，無(wú)論是鉆孔、噴涂、焊接、切割、裝配還是涂膠、點(diǎn)膠，最終都依靠機(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。在對(duì)工藝深入了解的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)路徑規(guī)劃、機(jī)器人軌跡優(yōu)化、自動(dòng)干涉校驗(yàn)、工藝參數(shù)與過(guò)程優(yōu)化是一個(gè)重要的研究方向。
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