飛機數(shù)字化裝配中工業(yè)機器人應用

趙永濤

（慶安集團有限公司，西安 710077）

工業(yè)機器人是一種自動定位控制機器，通過它能夠自動進行材料、零件搬運使用工作。并且隨著時代的發(fā)展，工業(yè)機器人正朝著智能化的方向進行發(fā)展。以集成應用為切入點進行研究分析，工業(yè)智能機器人是飛機數(shù)字化柔性裝配之中的核心重點內(nèi)容之一。通過應用工業(yè)智能機器人能夠有效提升一些復雜裝配工作的效率和質(zhì)量，大大節(jié)約人力資源和物力資源。正是由于工業(yè)智能機器人具備的種種優(yōu)點，其一經(jīng)推出就迅速獲得了人們的廣泛歡迎，開始被應用到各行各業(yè)的領域范圍之中。工業(yè)智能機器人的出現(xiàn)促進了我國工業(yè)的進一步發(fā)展，對于我國社會經(jīng)濟發(fā)展有著積極的促進作用。有鑒于此，我國有識之士應當對工業(yè)機器人在飛機數(shù)字化裝配工作中的應用進行深入研究。

1 工業(yè)機器人在飛機數(shù)字化裝配工作中應用的重要性

自從20世紀60年代初世界第一臺機器人在美國問世以來，機器人技術便表現(xiàn)出強大的生命力，迅速發(fā)展。但是，目前世界上對于機器人系統(tǒng)的開發(fā)，歐洲處于領先地位，機器人年營業(yè)額估計達到了35億歐元，占全球銷售額的33%。機器人自動化系統(tǒng)和相關服務，涉及大約225家公司，其年營業(yè)額超過了130億歐元，并且以每年7%的速率在增長。我國20世紀80年代，開始對機器人技術進行研究和開發(fā)，目前仍然沒有形成完整的自主研發(fā)的實用性技術體系。特別是在航空領域，還沒有針對飛機裝配特定環(huán)節(jié)的專用機器人/機械臂，我國航空企業(yè)所使用的機器人系統(tǒng)絕大多數(shù)都是國外采購，國內(nèi)并無該方面的自主研發(fā)設備和技術。并且，由于航空工業(yè)的高精度、高效率、低成本等要求，使得該系統(tǒng)技術還未能在航空專用制造領域中被充分利用。在多自由度專用機械臂技術方面的研究，我國發(fā)展起步時問相對較晚，質(zhì)量性能存在缺點，研究品種比較單調(diào)，實用性、專用性價值不高。

現(xiàn)今，在我國工業(yè)之中，傳統(tǒng)工業(yè)機器人已經(jīng)成為發(fā)展的重點所在，這主要是因為傳統(tǒng)工業(yè)機器人具備較強的靈動性以及機動性，通過應用它進行工作，能夠有效提高工業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。以精度和剛度為切入點進行研究分析，飛機裝備的質(zhì)量要求標準非常嚴格，隨著當前我國數(shù)字化技術以及機器人技術的飛速發(fā)展，將二者有機結合在一起形成的新型智能化設備，已經(jīng)具備了較強的自主性和智能性。通過應用工業(yè)機器人進行飛機數(shù)字化裝配工作，可以有效滿足飛機裝配工作的相關要求標準，大大降低傳統(tǒng)技術應用所造成的問題，有效提升復雜裝配工作的效率和質(zhì)量，提升加工效率[1]。

通過應用工業(yè)機器人進行飛機數(shù)字化裝配工作主要有以下四個方面的價值：第一個方面，其能夠達到自動化效果提高柔性化水平，降低裝配工作的限制效果，有效滿足飛機設計的性能技術指標，提升制造工作的效率和質(zhì)量。并且還能夠提高飛機結構的使用壽命以及穩(wěn)固性，有效滿足設計工作的要求標準；第二個方面，通過應用工業(yè)機器人可以對飛機數(shù)字化裝配工作環(huán)境進行有效改善，大大提高飛機裝配生產(chǎn)工作的效率，有效滿足生產(chǎn)工作的要求標準，提高飛機數(shù)字化裝配企業(yè)單位的市場競爭力；第三個方面，應用工業(yè)機器人進行飛機數(shù)字化裝配工作能夠提高其產(chǎn)能，實現(xiàn)飛機產(chǎn)品準時供應，大大提高企業(yè)的市場競爭力；第四個方面，通過對工業(yè)機器人技術進行創(chuàng)新，能夠有效打破國外技術封鎖，提升我國航空產(chǎn)業(yè)國際競爭力；第五個方面，帶動我國機器人技術、數(shù)字化技術以及自動化裝備制造等多個行業(yè)的進一步發(fā)展，提升我國技術水平。正是因為工業(yè)機器人具備的種種優(yōu)點和特點，使得其具備其他技術無法比擬的經(jīng)濟價值，如：節(jié)省場地費、節(jié)省固定投資、工作靈活、生產(chǎn)準備消耗時間較少、維護工作消耗的資金成本較少、投資回報率非常高、生產(chǎn)投入快以及可以在惡劣環(huán)境之下工作，有效降低環(huán)境對于工作人員生命安全的危害，降低企業(yè)在勞保方面消耗的資金等等。

2 飛機數(shù)字化裝配中工業(yè)機器人的應用

2.1 自動化切割

通過應用切割機器人進行飛機數(shù)字化裝配工作，可以有效滿足飛機零件的高精度要求，提高飛機零件的質(zhì)量。切割機器人之中蘊含火焰切割技術、激光切割技術等高新技術。因此通過應用切割機器人可以實現(xiàn)自動化飛機壁板修邊工作。在開展飛機壁板零件加工工作的過程當中，工作人員需要注意預留一定的余量，并在進行裝配工作之前結合工作實際情況，對其進行合理調(diào)整。通過應用工業(yè)機器人，可以有效保證該工作的精準性，同時大大提升該工作的效率，節(jié)約人力資源和物力資源的同時，防止人工作業(yè)可能帶來的種種問題[2]。

2.2 提高測量工作的精度

測量工作是飛機制造工作之中的核心重點組成部分，可以說一半以上的裝配工作都需要進行精確測量，因此該工作直接影響到飛機制造工作的效率和質(zhì)量。通過應用數(shù)字化技術和工業(yè)機器人進行測量工作，可以保證測量工作的精準性。例如，工作人員可以將工業(yè)機器人和高精度測量設備結合在一起，實現(xiàn)柔性夾持定位。亦或者將數(shù)字化光學設備和工業(yè)機器人有機結合在一起，實現(xiàn)激光跟蹤測量。經(jīng)調(diào)查研究顯示，當前國內(nèi)外已經(jīng)有許多企業(yè)單位之中都應用了該技術進行測量工作，借此將測量工作的誤差有效控制在0.01mm/m之內(nèi)[3]。

2.3 提高噴涂工作的效率和質(zhì)量。

現(xiàn)今，隨著機器人技術的飛速發(fā)展，我國制造行業(yè)之中已經(jīng)開始有規(guī)模的應用工業(yè)機器人進行噴涂工作。噴涂機器人不僅在汽車行業(yè)之中得到了充分應用，同時在航空發(fā)動機產(chǎn)品之中也得到了廣泛應用。通過應用工業(yè)機器人進行噴涂工作擁有非常多的優(yōu)點，例如可以有效減少噴腔的使用量、提升噴涂的可操作范圍、加強噴涂工作的靈活性以及降低資源浪費的情況發(fā)生等等。

以發(fā)達國家美國為例，美國航空航天行業(yè)之中部分飛機的機型因為尺寸較大，因此噴涂起來比較麻煩。對此美國運用了大型噴涂機器人系統(tǒng)開展噴涂工作，該系統(tǒng)主要由4個噴涂機器人所組成，同時單個的機器人可以進行單獨操作，通過應用該技術使噴涂精度達到了百萬分之一[4]。

2.4 通過機器人進行制孔和連接工作

在進行飛機數(shù)字化裝配工作的過程當中，零件組合以及部件裝配工作對接需要進行大量制孔以及鉚接工作。現(xiàn)今，隨著時代的發(fā)展，我國飛機數(shù)字化裝配技術也隨之開始迅猛發(fā)展和創(chuàng)新，通過應用工業(yè)機器人進行飛機數(shù)字化裝配工作，能夠實現(xiàn)自動化焊接。同時在飛機裝配工作過程當中，通過應用工業(yè)機器人進行鉆鉚工作，能夠有效提高工作效率，經(jīng)研究表明，工業(yè)機器人的鉆鉚工作效率是人工工作的8倍以上。在現(xiàn)代飛機制造工作的過程當中，會使用到大量復合材料，由于復合材料具備的種種優(yōu)點，導致后續(xù)加工難度大大上升。在這樣的情況之下，通過應用工業(yè)機器人進行質(zhì)控工作，能夠在滿足加工要求的同時提升飛機質(zhì)量，延長飛機的使用壽命[5]。

3 飛機數(shù)字化裝配中工業(yè)機器人的應用前景

以當前航空航天行業(yè)工作情況為切入點進行分析，國內(nèi)外航空技術均開始應用工業(yè)機器人進行各項工作。特別是一些大型飛行公司之中，已經(jīng)開始普及使用工業(yè)機器人開展各項工作。隨著工業(yè)機器人技術的飛速發(fā)展，其促進了飛機數(shù)字化裝配的進一步發(fā)展。經(jīng)調(diào)查研究顯示，現(xiàn)階段我國絕大多數(shù)廠家之中依然采用傳統(tǒng)手工裝配技術進行工作，對于自動化裝配技術的需求量非常大。鑒于此，我國應當對工業(yè)機器人技術的發(fā)展以及推廣進行不斷加強。在未來的飛機數(shù)字化裝配工作之中可以將不同環(huán)節(jié)中機器人技術有機結合起來，建立一個統(tǒng)一的自動裝配制造線，實現(xiàn)飛機產(chǎn)品裝配工作能夠持續(xù)進行連接。除此之外，還應當將工業(yè)機器人技術不斷向其他行業(yè)領域范圍之中進行普及應用，借此有效促進我國工業(yè)的進一步發(fā)展。

4 結束語

現(xiàn)今，在我國制造業(yè)中，工業(yè)機器人技術已經(jīng)得到了廣泛應用。由于工業(yè)機器人的種種特點，使得它在飛機數(shù)字化裝配中具備良好的應用前景。鑒于此，我國在未來需要不斷對工業(yè)機器人技術進行研究創(chuàng)新，這次讓其和自動化較高的行業(yè)獲得同樣的進步速度。因為應用工業(yè)機器人進行飛機數(shù)字化裝配工作能夠有效提升其效率和質(zhì)量，節(jié)約人力資源和物力資源。因此我國有識之士應當對工業(yè)機器人在飛機數(shù)字化裝配工作中的應用進行研究分析。