人机协作标准及应用动态研究

通过对人机协作内涵定义以及人机协作安全标准的叙述,提出了人机协作需要攻克的几项关键技术,点评了4款著名协作型机器人的功能,介绍了国外协作性机器人在飞机装配中的最新研究成果,最后对人与机器人协作将成为装配系统的新常态进行了展望.     

机器人型装备在航空装配中的应用现状与研究展望

机器人型装备具有自动化程度高、运动灵活性好、定位精度高以及生产布置柔性等诸多优势,在航空产品装配工艺环节具有广泛应用。从大型部件自动化对接、机器人装配理论、人机协作互动装配、柔性自适应工装夹具、人工智能辅助装配以及自动引导车等方面,综述了机器人型装备在航空产品自动化装配环节的应用现状。在此基础上,详细分析了机构构型在对接装配类装备中的演进历程与发展趋势,并从应用场景、技术成熟度以及装备性能等方面系统地比较了国内外航空工业在自动化装配领域的技术差距。最后,概括总结了航空装配中机器人型装备的技术挑战、发展趋势以及与工业4.0、智能制造等新兴技术相融合的发展机遇。     

移动工业机器人在飞机装配生产线中的应用研究

在总结移动工业机器人在飞机装配生产线等航空制造场景典型应用的基础上,重点分析了移动工业机器人多传感器融合的同步定位和建图、移动机器人导航控制、机械臂精度控制和数字化测量等关键技术,并对未来航空领域移动机器人的人机协作、多传感器数据融合、智能规划与决策、数字孪生体系等发展趋势进行了阐述。     

航天员与类人机器人月面联合探测概念初步研究

介绍了人机联合探测中涉及的类人机器人、遥操作、人机共享控制、地面验证等技术发展现状;对月面类人机器人与航天员联合探测的概念进行了初步研究,规划出了月面人机联合探测系统结构、探测模式和探测任务等;并对类人机器人技术、人机协同操作技术、遥操作控制技术和地面仿真验证技术等关键技术进行了总结。     

机器人技术在惯性器件精密装调中的应用

惯性器件在国防领域中应用范围广泛,但长久以来以人工装调为主的惯性器件生产模式具有效率低、一致性差以及产品合格率低等缺点。通过阐述机器人技术的优势,提出了采用机器人技术进行惯性器件精密装调的思路。重点分析研究了机器人技术在激光陀螺装配中的3个典型应用案例,应用结果显示装配效率、合格率以及一致性得到明显提升。最后,对机器人技术在惯性器件精密装调应用进行了总结,并对其发展趋势进行了展望。     

协作机器人外力感知与交互控制研究现状及展望

协作机器人指的是一种能够在共享工作空间中实现物理人–机器人交互并执行协作任务的机器人系统。协作机器人正逐渐融入人类社会,与人类、其他机器人或非结构化环境等进行密切和复杂的交互。机器人–环境物理交互过程,外力感知和交互控制对于保证其安全性并提高其交互性能具有非常重要的意义。分别从外力感知、协作控制以及认知控制3个方面对协作机器人的研究现状进行综述,并对协作机器人感知与控制领域的研究进行展望。     

机器人钻铆系统研究与应用现状

铆接是飞机装配中的主要连接方式,高效高质量的钻孔与铆接技术是提高飞机装配质量与装配效率的关键。机器人钻铆系统以其高灵活性、低成本的特点逐渐进入到飞机装配领域,成为自动化钻铆系统中的新军。首先对国内外机器人钻铆系统的研究和应用状况进行了介绍和分析,然后对国内机器人钻铆系统存在的主要问题进行了概括,最后总结了目前机器人钻铆系统需解决的关键技术及相关研究工作,以供研究者们参考。     

航空装备深腔作业超冗余机器人路径实时跟随方法与试验

高灵活性、大长径比结构的超冗余机器人是实现航空装备制造、装配、维修过程中深腔作业任务智能化操作的可行途径。针对超冗余机器人在复杂深腔空间的高效安全操作问题,提出了适用于实时遥控操作的超冗余机器人路径跟随运动方法。仿真结果表明,路径跟随方法平均解算时间为0.413 ms,圆锥螺旋形曲线路径运动最大偏差为0.011 mm,满足了实时运动和安全精确操作需求。开发了基于ROS-Gazebo的遥控操作虚拟仿真平台,提供了低成本的虚拟训练、模拟操作手段。试验结果表明,路径跟随方法保障了超冗余机器人复杂深腔中的高效安全运动。     

大飞机翼盒机器人制孔系统集成技术研究

机翼装配是飞机制造中的一个重要环节,其中翼盒装配制孔数量多、质量要求高、工作强度大,因此各种自动化制孔装备陆续登场,活跃在国内外航空制造业的舞台。由于机器人具有高度灵活性,利用机器人对机翼蒙皮壁板装配实施数字化制孔作业,成为现代飞机机翼装配的一个发展方向。本文介绍了一种基于AGV搭载机器人的可移动机翼装配数字化制孔系统,并对这种复合式机器人制孔系统集成技术进行了探索,通过机械系统集成、电控系统集成、软件控制集成实现总体系统集成,从而实现大飞机翼盒机器人制孔系统的自动化、精确化制孔作业。     

基于三维模型的装配工艺参数化仿真技术研究

为了提高装配指令虚拟仿真的效率与准确度,满足并行装配设计的需求,通过对飞机典型装配工艺元素的分析,建立面向操作仿真的包含装配语义的装配工艺信息模型;并建立映射机制,将静态工艺信息模型自动转换为动态装配操作模型;同时以紧固件操作为例,建立了人机装配动作的参数化驱动方法,进而改变目前手工进行工艺仿真逻辑设置的模式,提高人机装配仿真的效率。     

面向航空发动机薄壁回转体复材构件装配的机器人调姿定位系统

航空发动机上薄壁回转体复材构件的制造装配涉及到调姿定位、制孔、铆接、涂胶等工序,而调姿定位效率和定位精度关系到产品的产能和装配质量。为了进一步提高该产品的装配质量和装配效率,研制了一种机器人调姿定位系统以替代人工装配调姿定位作业。该系统是基于RV传动的4自由度高刚性机械臂,能对薄壁回转体复材构件进行自动抓取和高精度快速调姿定位,为航空发动机薄壁回转体复材构件产品的数字化制造装配调姿定位提供了新的技术手段和工艺装备。     

机器人在轨装配无标定视觉伺服对准方法

针对在轨装配过程中机器人"手眼"关系无法进行有效标定及机器人系统和被操作物惯性参数不定的情况,在传统的无标定视觉伺服基础上设计了深度估计器,基于机器人和图像运动的测量数据在线估计目标特征的深度值,并在机器人关节控制环中设计滑模控制器实时控制机器人关节运动,根据反馈图像信息纠正系统误差完成对准跟踪,通过仿真验证了方法的有效性。所提的无标定视觉伺服对准方法使机器人在装配过程中免去了复杂的"手眼"关系的标定程序,克服了机器人系统及被操作物惯性参数不确定性给装配精度造成的影响,提高了"手眼协调"的鲁棒性,保证机器人能够在复杂的太空环境下完成在轨装配任务。     

一种战斗机人机功能分配方法

人机功能分配的合理性影响飞行员与飞机的高效率协作,对战斗机实现人机优势互补、加速OODA (观察、调整、决策、行动)作战闭环有重要意义。基于运行场景分析,通过研究人与机的能力特征和人机交互信息流模型,提出了一种定性分析与定量评估相结合的人机功能权衡分配方法。分析飞机运行场景下,人的操作使用行为,识别关键任务,综合匹配人与机的认知-感知能力特征,对比关键任务中同一活动人机分别执行的利弊实现功能分配的优化。给出的人机功能分配的方法和模型,为解决战斗机复杂作战环境下提高人机适配问题提供了一种新的参考。     

机器人在航天装备自动化装配中的应用研究

通过阐述航天装备传统人工装配方式的不足,提出了工业机器人装配方式的重要价值。简要介绍了工业机器人在国内外航空领域的应用现状,分析了航天装备在机械机构、系统组成、产品种类细分程度等方面的特点;针对航天装备装配过程中效率较低的工序,提出了工业机器人应用的研究思路与方向,并列举了需要突破的4项关键技术。最后,对机器人在航天装备自动化装配应用中的发展方向和趋势进行了展望。     

月面服务机器人研究进展及发展设想

针对我国后续无人月球探测和载人月球探测中巡视勘察、资源利用、设施建造等任务对多功能巡视作业功能的月面服务机器人的迫切需求,综述了国内外轮腿式、可重构、仿生、翻滚式、弹跳式等新概念月面机器人的研究进展;结合无人月球探测及有人月球探测的任务,分析了月面活动对机器人高效移动、载荷操作、月面组装等需求;在此基础上,提出了月面服务机器人向轮腿式、可重构、多机协同、人机协作等方面发展的设想。可为我国后续无人月球探测和载人月球探测提供参考和借鉴。     

基于视觉传感的投影标示技术研究进展

数字化制造技术在航空制造领域不断深化,但在部分装配环节,工人仍是从事生产活动的主体。航空工业产品结构复杂、零部件繁多、装配工作量大,对从事装配工作的工人提出较高技术要求。投影标示技术是提高人工装配环节数字化程度与生产效率的重要技术途径之一。首先,从投影标示技术的实现原理出发,阐述该技术在辅助装配领域的适用性。其次,重点阐述其依赖的系统标定、视觉传感和投影映射3个主要技术内容。然后,介绍投影标示技术在飞机制造领域的应用情况并展望未来发展趋势。最后,在梳理国内研究现状的基础上总结面临的技术挑战。     

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。     

DELMIA系统在飞机装配模拟中的应用研究

结合某飞机垂直安定面的制造过程,探讨DELMIA系统在飞机部件装配模拟中的具体应用方法。在深入分析该部件装配工艺流程的基础上,模拟其装配过程,直观分析产品的可装配性,结合人机工效评估结果对其工艺方法、工装结构和生产线布局进行必要的调整、改进和综合优化,确保部件装配质量和效率。     

某型号卫星虚拟装配技术研究及应用

虚拟装配技术可以有效支持工艺方案的仿真验证和优化,是卫星研制的重要技术手段.利用虚拟装配仿真软件,对卫星的装配流程和关键技术进行研究,并结合某型号卫星,进行装配顺序规划、装配干涉检查、人机工程仿真,可以在早期设计阶段就对卫星装配方案进行性能测试和评估,迅速分析出方案的可行性,尽早发现设计缺陷,从而有效地指导工人的操作,...     

装配工艺微规划在DELMIA下的实现技术

为了实现飞机、船舶等大型复杂产品的计算机辅助装配工艺规划和工艺仿真的集成,提出了装配工艺微规划的概念,介绍了装配工艺微规划的组成层次以及基于装配工艺微规划实现装配工艺规划和仿真集成的方法。结合仿真平台DELMIA,采用CAA对DELMIA进行二次开发,实现了装配工艺微规划技术在该环境下的实现,最终输出可直接指导装配现场的电子装配操作指令、装配操作视频等多媒体装配工艺文件。