航空制造机器人发展趋势

航空制造机器人发展趋势

（4）机器人控制技术。由于工业机器人是一个非线性、多变量的控制对象，结合位置、力矩、力、视觉等信息反馈，柔顺控制、力位混合控制、视觉伺服控制等方法得到了大量应用和研究，面对高速度、高精度、重载荷的作业需求，机器人的控制方法仍将是研究重点。

（5）机器人本体结构创新设计。由于航空产品结构的特殊性，传统的工业机器人有时无法满足需求，随着机器人技术在航空制造领域的逐渐深入，对专用、特种、非标机器人的需求越来越多，这意味着需要针对具体任务进行本体结构的创新设计，扩大机器人的应用领域。

伴随着这些关键技术的突破和进步，未来的航空制造机器人将向智能化、柔性化、灵巧化、协作化的方向发展，以适应航空制造业日新月异的发展和不断涌现的新需求：

（1）智能化。现有工业机器人需要通过人工示教或离线编程才能执行作业。提高定位标定、作业规划和碰撞检测的智能程度，以缩短生产准备时间，是未来工业机器人的一个重要发展方向，人们甚至希望未来的机器人能够对自身的行为进行实时规划和控制，独立自主地完成工作，而不是仅仅局限于动作重复。

（2）柔性化。传统工业机器人追求速度和精度，其重量大、体积大、功耗大、刚性大，但在某些特殊场合下，具有关节力反馈能力和关节柔性的轻质机器人因其自重小、低功耗、较高负载/ 自重比和具备柔顺控制能力等特点更具优势。

（3）灵巧化。航空制造经常需要在复杂、隐蔽的产品空间内部进行作业，比如飞机壁板内部的监测、标准件紧固及密封，以及进气道的测量、安装、喷涂、检验等，关节式冗余自由度机器人因其工作空间大、灵活性高等特点而呈现出良好前景。

在行走机构方面，工业机器人大多采用轨道结构，占用工作空间和地面大，厂房投入和维护成本高。在轮式或履带式移动平台上安装工业机器人，从而达到围绕零件移动制造的目的不失为一种更经济的办法。利用真空吸附装置等实现工件表面攀附的爬行机器人也值得关注。

（4）协作化。双臂或多臂机器人越来越受到国内外众多科研机构的高度重视，ABB、KUKA、YASKAWA等国际知名机器人制造商纷纷开展了相关产品的研制，目前已经有利用双臂协调机器人进行航空复合材料自动铺放的报道。

另外，尽管机器人技术的发展日新月异，但毕竟不可能完全取代人，将机器人集成到生产中，使机器人与人并肩工作，消除人机之间的防护隔离，将人从简单枯燥的工作中解放出来，进而从事更有附加值的工作，一直是人们心目中最理想和最具吸引力的航空制造模式。2012 年底，德国、奥地利、西班牙等国家在欧盟第七框架计划“未来工厂”项目的资助下联合发起VALERI 计划，其目的就是实现机器人先进识别和人机协同操作。空客也在其飞机组装的未来探索（FUTURASSY）项目中做出了大胆尝试，将日本川田工业株式会社研制的人型双臂机器人应用于A380方向舵组装工作站，与普通人类员工一起进行铆接工作。

未来人机协作雏形

结束语

我国航空制造业正处于高速发展阶段，新材料、新工艺的不断出现和高质量、低成本、柔性化制造的需求使得企业迫切需要技术和设备升级改造，因此非常期待工业机器人技术的进一步发展，同时机器人技术与基础理论研究的进步也为工业机器人在航空制造业得到青睐提供了机遇。可以预见的是，在我国大力发展航空技术的时代背景下，工业机器人必将在航空制造领域发挥更大的作用。

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