航空制造涂装机器人研究进展

航空大型零部件的自动化涂装集机械、电子、控制、传感器及软硬件系统等技术为一体,是实现航空大型零部件自动化喷涂的关键制造工艺,也是我国争夺国际大飞机市场急需攻克的核心技术之一。总结了涂装机器人的研究现状,介绍了涂装机器人的最新进展,归纳了行业发展中面临的主要问题,探讨了未来机器人的发展趋势。     

大型飞机整机涂装自动化实施探讨与展望

大型飞机整机涂装是飞机涂装领域中技术含量最高、难度最大的工艺,涉及表面整体打磨(2～3次)、表面清洗、表面处理、表面状态检测、喷涂等众多复杂工序,目前的实施过程主要依赖手工作业,但防护水平、外观质量等已经落后于实现自动化的汽车涂装.本文依据大型飞机涂装工艺程序特点,探讨各个工艺过程的自动化实施的关键研究内容,并就整机智能化涂装的可行性与重大意义进行展望.     

工业机器人在汽车焊接中的应用

焊接机器人 焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备,是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,主要用于工业自动化领域。其主要优点在于稳定性并能提高焊接质量和生产率、改善劳动条件等。焊接机器人广泛用于汽车及其零部件制造、摩托车生产、工程机械等行业,在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中都有广泛应用,其中应用最多的是弧焊、点焊。     

机器人关键技术——智能制造的保障——访国家“千人计划”专家,中国科学院宁波材料所研究员杨桂林

():请问基于机器人力控制技术的大型零部件表面精密加工系统对大尺度精密制造发挥着怎样的重要作用?难点和关键技术是什么? 杨桂林:对于大型零部件的精密表面加工,目前仍主要依赖于人工作业,原因有二:(1)由于大尺度零部件结构复杂、尺寸较大,传统的机床设备受到工作空间及灵活度的限制,难以适用;(2)大型的精密零部件在进行打磨抛光等连续接触式去除材料加工时,材料的去除率和刀具与工件的接触力直接相关,要保证加工精度除了需要传统的运动控制外还需要对加工时的接触力大小进行控制.     

蛇形臂机器人在航空制造业中的应用

对于结构复杂、布局紧凑的飞机零部件,其装配、检测以及清理的工作空间非常有限,人工操作难度高、劳动强度大、效率低。常规的工业机器人由于关节尺寸的限制无法在狭小空间内完成这类作业。蛇形臂机器人具有长径比大、自由度多,运动灵活以及环境适应能力强等优点,在航空制造领域具有广泛的应用前景。通过总结蛇形臂机器人的国内外研究现状,对蛇形臂机器人在航空制造业中的应用进行了探讨,并提炼出了相应的关键技术。     

面向整机的机器人喷涂系统回顾与展望

由于飞机尺寸大、重量大、工艺特殊,面向整机的机器人喷涂系统技术复杂度高,设备投资大,属于门槛较高的高端制造装备,有需求并掌握该项技术的企业仍属于极少数.对目前世界上具有代表性的整机喷涂系统进行了回顾,从中归纳出整机自动化喷涂的研制难点和共性关键技术,并在此基础上对整机喷涂系统的技术发展趋势做了简要的分析.     

大型飞机数字化装配在线测量技术研究

大型飞机数字化装配技术实现自动化精准装配,其主要特点是设计、制造和装配都采用数字量协调;数字化三维模型、数字化测量设备和自动化装配设备(工业机器人、自动钻铆机)集成应用,实现数字化装配[1].其中,数字化测量技术是大型飞机数字化制造的核心技术之一,能保证飞机装配过程中零部件制造的符合性、定位精确性和装配协调性.     

大型复杂构件机器人加工稳定性研究进展

工业机器人正逐步应用于大型复杂构件的制造与装配领域，其加工稳定性是实现大型复杂构件高精、高效、高质量加工的基础，颤振抑制是实现机器人稳定加工的重要途径。与数控机床单一颤振类型不同，机器人加工颤振主要由再生型颤振和振型耦合型颤振构成，二者共同作用加剧了稳定性解析的复杂度。国内外学者在机器人加工颤振形成机理、颤振预测与控制等方面开展了理论与实验研究，并取得了诸多成果，但研究仍处于起步阶段。目前，机器人加工颤振产生机理尚不明确、稳定性理论解析方法尚不全面、颤振控制技术尚不成熟，工程应用尚未普及，加工稳定性研究的深度和广度仍有较大提升空间。为此，从机器人加工颤振机理、颤振规避方法、颤振抑制方法及加工稳定性应用案例分析4个方面对国内外文献进行了全面总结，并提出后续发展方向，可为大型复杂构件机器人加工稳定性的研究提供指导。     

水下机器人测试及相关机构介绍

为探讨水下机器人在设计制造完成后开展相应测试、试验的现状,对水下机器人测试、试验方法的主要内容,国内水下机器人主要测试机构现状,国外水下机器人主要测试机构现状三方面进行了论述。水下机器人测试的主要内容包括整机总成测试、螺旋桨推进器测试、机械手性能测试等几块。通过介绍国内外水下机器人测试的主要机构,表明我国目前已有部分机构具备相应的测试能力,也有机构成立了专门的水下机器人测试中心。与国外水下机器人测试机构相比,除个别以外,国内的水下机器人测试系统一般较为大型,部分和船舶共用一套系统,而国外的测试系统更具有针对性,专业性也更高。整体来说,目前国内水下机器人测试系统基本都能满足相应的测试要求,并不断地向国际先进水平靠拢。     

冷喷涂技术的最新进展及其在航空航天领域的应用展望

利用冷喷涂技术来制备航空航天器发动机特殊保护涂层.制备航空航天武器的特殊功能涂层,通过喷涂成形可以直接制造复杂结构、形状的航空航天部件.这些工程应用仅仅是冷喷涂技术在航空航天领域应用的几个方面,相信在不久的将来,冷喷涂技术一定能够更为广泛地应用于航空航天工业的各个领域. 热喷涂技术广泛地应用于国防、航空航天、燃气轮机和石油化工等工业领域,其最主要用途包括:表面涂层制备、表面强化、机械零部件修复和零部件制造等.     

国外航空领域机器人技术发展现状与趋势分析

近年来,以工业机器人为代表的智能制造装备的发展受到国外航空制造业的高度关注。分析了航空制造领域扩大机器人应用的必要性,并阐述了波音、空客等国外领先航空制造商扩大机器人应用的主要发展模式,重点从喷涂、焊接、装配、复合材料构件成型与机械加工等方面分析了航空制造领域机器人最新应用现状以及重点应用方向,在此基础上分析了机器人技术发展趋势。全面了解掌握国外领先航空制造商推广应用工业机器人的主要发展策略、当前应用现状及未来发展方向,对于推动我国航空领域机器人技术发展起到重要借鉴作用。     

大型复杂构件机器人制孔技术研究进展

航空装备大型复杂构件制造和装配中需要钻削数十万个机械连接孔,因而制孔效率和加工质量是保证飞行器使用性能和可靠性的关键。机器人制孔具有高柔性、高质量一致性以及高法向精度等优势,近年来采用机器人对飞机部件进行制孔在航空制造企业备受青睐。然而由于工业机器人的弱刚性以及叠层结构材料的难加工性,机器人钻削系统容易产生加工不稳定现象,严重制约了钻削质量和效率的进一步提高。目前,国内外学者在机器人制孔装备、制孔系统精度控制与机器人制孔稳定性等方面开展了理论与实验研究,并取得了诸多成果,但机器人钻削稳定性和加工质量控制研究的深度和广度仍存在较大的提升空间。为此,从机器人制孔末端执行器设计技术、机器人制孔定位精度控制技术、机器人制孔工艺过程控制技术以及机器人制孔装备研制四个方面对国内外文献进行总结和凝练,旨在为大型复杂构件机器人制孔技术的进一步研究提供指导。     

面向机器人遥操作的预测图形仿真技术

目前,遥操作机器人系统广泛应用于危险作业、灾害、核环境、深海、空间等领域,可以代替人类在危险和极限环境下完成作业任务,使人能够在远离现场的地方安全地进行远程操作.     

航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术及其试验研究

压气机钛合金叶片为航空发动机关键零部件,其制造质量和加工精度对整机工作性能有至关重要的影响。由于该叶片型面结构复杂,打磨工作常由人工完成,其打磨效率低,打磨质量一致性难以保证。对航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术进行分析,并进行了相关试验研究。试验结果表明钛合金叶片的机器人浮动砂带磨削技术能适应钛合金叶片的打磨要求,打磨后的叶片表面粗糙度Ra在0.4μm以内,表面三维形貌一致性较好,磨削后的进排气边的形状保持一定的圆度状态。     

熊有伦中国著名数字制造、机械工程专家

:您在先进制造技术、机器人、精密测量、数字制造等方面做出了突出贡献,在制造领域享有极高的威望,请问,您的研究方向和目前的研究重点是什么?熊有伦:我的研究方向主要是     

机器人搅拌摩擦焊发展现状与趋势

机器人搅拌摩擦焊是当前搅拌摩擦焊技术与装备发展的重要方向。随着重载工业机器人载荷能力的不断提高,重载机器人搅拌摩擦焊技术和装备已经走出实验室,正逐步进入到工业化应用阶段。工业机器人与先进搅拌摩擦焊装备的结合,将提高焊接装备自动化程度和焊接生产效率,并进一步提升搅拌摩擦焊作业柔性,尤其适用于空间复杂结构产品的批量化焊接制造。     

单片集成自装配微爬行机器人研究

面向微机器人未来在地外探测上的潜在应用,设计了一种总重24 g、整机尺寸93×71×36.14 mm的自装配微爬行机器人。基于形状记忆聚合物材料的热致形状记忆效应,设计分析了自折叠铰链结构,实现了结构从平面形态到三维形态的自动折叠装配,并在此基础上开展了单片集成自装配为爬行机器人的系统设计与加工测试。基于单片集成一体设计方法,将具有多材质、多器件的微机器人设计为单片平面一体化自装配结构;基于变胞原理,将平面一体化结构进行空间折叠,形成具有三维特征的机体结构和柔顺运动机构,继而通过标准平面成形工艺实现微机器人的加工制造。该微爬行机器人表现出较好的结构和运动性能,整机可在30 s内完成自动折叠装配到三维结构形态,爬行运动速度为20 cm/s,能承受6.2 N的静态结构负载和6G过载,验证了单片集成一体化自装配设计研制分米—厘米尺度下的微机器人的技术实现能力。     

灵活高效的机器人焊接系统--多达24种不同规格的拖车升降支撑架焊接

在全球知名的卡车、拖车零部件制造商约斯特(JOST)的自动化加工生产线上,莱斯的机器人系统已经高效运行了一年。整个加工中心的构造以及布局都是根据莱斯机器人系统量身定做的:整条生产线由8台关节型焊接机器人和2台直线型机器人协调工作,完成左右升降支撑架的搬运、点焊及焊接任务。采用高效的双丝焊焊接工艺,大大地提高了系统的生产效率     

航空发动机整机数控安装多轴调姿方法及其应用

目前大型航空发动机整机在机身中的安装多采用机械架车手工作业方式,针对其效率低、劳动强度大、易磕碰发动机等缺点,提出了航空发动机数控精准安装方法,开发出基于视觉监测的航空发动机整机数控安装架车,分析了数控安装架车多轴调姿平台的空间自由度,进行了航空发动机整机安装验证试验。结果表明,所研制的航空发动机数控安装方法及其装备具有操作轻便、可视化程度高等特点,航空发动机整机安装效率可提高1倍以上,架车的位置操控精度控制在0.2mm以内,姿态操控精度在20'以内,避免了安装过程中发动机外缘与机身发动机舱的磕碰。     

飞机整机线缆自动化集成检测技术研究现状和发展

飞机整机线缆集成检测是飞机总装过程中的一项重要工作,是关乎线缆制造质量高低的一个关键环节,在航空制造企业受到了广泛重视。对飞机整机线缆检测方法进行了比较和分析,介绍了线缆自动化集成检测的内涵和主要研究内容,对比分析了国内外线缆自动化集成检测的研究现状,分析和指出了线缆自动化集成检测存在的问题以及发展趋势。最后对数字孪生技术在线缆自动化集成检测领域中的应用进行了展望。