智能工业机器人在航空制造业的应用

第38卷?第10期?2016-10?

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智能工业机器人在航空制造业的应用

Intelligent industrial robot applied in aeronautical manufacturing industry

殷 俊YIN Jun

（中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司，成都 610091）

摘 要：航空制造业具有多品种、小批量的生产特点，传统工业机器人的编程示教方式也不适用。智能

工业机器人具备智能感知和规划功能，能够适应航空制造业的非结构化操作环境，并解决操作过程中的不确定性问题，是航空制造业的发展方向。通过装配机器人和喷涂机器人的典型应用分析了智能感知和智能规划技术。

关键词：智能工业机器人；航空制造；智能测量；智能规划中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2016)10-0105-03

收稿日期：2016-06-21

作者简介：殷俊（1985 -），女，四川成都人，硕士，主要从事生产自动化方面的研究。

0 引言

近年来，一方面中国资源红利和人口红利逐渐消失，另一方面东南亚发展中国家低端制造业的分流，迫使中国产业结构从低端制造业向高端制造业升级，从制造大国向制造强国转变。

作为智能制造核心技术的工业机器人在产业结构升级过程中发挥着举足轻重的作用。工业机器人的使用不仅可以降低劳动成本，而且还能够提高生产效率和产品质量。工业机器人不仅可以将工人从简单、重复、繁琐、单调的体力劳动中解放出来（如拾取操作），而且可以完成人类无法完成的精密操作任务（如精密装配）。因此，近年来，工业机器人在汽车、电子、机械等行业越来越多地应用，极大地提高了自动化生产程度。尤其汽车行业是工业机器人使用密度最高的行业，不仅拾取、包装、码垛等简单操作由工业机器人实现，而且打磨、装配、喷涂等复杂操作也由工业机器人 实现。

近年来，工业机器人也逐渐被用到航空制造行业中来

[1,2]

，相对于手工操作，机器人作业首先提高了产品

质量，比如美国Electro impact 公司设计的ONCE （One Sided Cell End-eEffector ）机器人自动钻孔系统保障了孔的垂直度，提高了铆接质量和寿命[3]，如图1所示。

其次提高了生产效率，比如：B-2轰炸机采用传统的人工喷涂大约需要10万小时，F-22采用采用传统的人工喷涂大约需要1万小时，而用机器人自动喷涂仅仅需要1000小时[4]；洛克希德·马丁公司研制的机器人飞机精整系统（Robotic aircraft finishing system, RCFC ）用于F-35自动化喷涂极大地提高了喷涂效率[5]，如图2

所示。

图2 F-35机器人飞机精整系统

最后还扩展了操作能力，比如，英国OC Robotics 开发的蛇形机器人可以进入机翼狭小空间进行检测、紧固和密封[5]，如图3所示。

相比于传统的汽车行业，一方面航空制造业的产品尺寸大、载荷重；结构复杂、材料特殊；精度高，性能和可靠性高给工业机器人的带来了极大的挑战；另一方面航空制造业的多品种、小批量的生产特点又给机器人柔性制造模式带来了机遇。传统的航空制造需要大量的

工装夹具，一旦产品发生改变，相应的工装夹具必须要

图1 ONCE 机器人钻孔系统

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