飛機數字化裝配中工業機器人應用

趙永濤

（慶安集團有限公司，西安 710077）

工業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。并且隨著時代的發展，工業機器人正朝著智能化的方向進行發展。以集成應用為切入點進行研究分析，工業智能機器人是飛機數字化柔性裝配之中的核心重點內容之一。通過應用工業智能機器人能夠有效提升一些復雜裝配工作的效率和質量，大大節約人力資源和物力資源。正是由于工業智能機器人具備的種種優點，其一經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的領域范圍之中。工業智能機器人的出現促進了我國工業的進一步發展，對于我國社會經濟發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機器人在飛機數字化裝配工作中的應用進行深入研究。

1 工業機器人在飛機數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，機器人技術便表現出強大的生命力，迅速發展。但是，目前世界上對于機器人系統的開發，歐洲處于領先地位，機器人年營業額估計達到了35億歐元，占全球銷售額的33%。機器人自動化系統和相關服務，涉及大約225家公司，其年營業額超過了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，目前仍然沒有形成完整的自主研發的實用性技術體系。特別是在航空領域，還沒有針對飛機裝配特定環節的專用機器人/機械臂，我國航空企業所使用的機器人系統絕大多數都是國外采購，國內并無該方面的自主研發設備和技術。并且，由于航空工業的高精度、高效率、低成本等要求，使得該系統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，我國發展起步時問相對較晚，質量性能存在缺點，研究品種比較單調，實用性、專用性價值不高。

現今，在我國工業之中，傳統工業機器人已經成為發展的重點所在，這主要是因為傳統工業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，能夠有效提高工業的生產效率和生產質量。以精度和剛度為切入點進行研究分析，飛機裝備的質量要求標準非常嚴格，隨著當前我國數字化技術以及機器人技術的飛速發展，將二者有機結合在一起形成的新型智能化設備，已經具備了較強的自主性和智能性。通過應用工業機器人進行飛機數字化裝配工作，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量，提升加工效率[1]。

通過應用工業機器人進行飛機數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量。并且還能夠提高飛機結構的使用壽命以及穩固性，有效滿足設計工作的要求標準；第二個方面，通過應用工業機器人可以對飛機數字化裝配工作環境進行有效改善，大大提高飛機裝配生產工作的效率，有效滿足生產工作的要求標準，提高飛機數字化裝配企業單位的市場競爭力；第三個方面，應用工業機器人進行飛機數字化裝配工作能夠提高其產能，實現飛機產品準時供應，大大提高企業的市場競爭力；第四個方面，通過對工業機器人技術進行創新，能夠有效打破國外技術封鎖，提升我國航空產業國際競爭力；第五個方面，帶動我國機器人技術、數字化技術以及自動化裝備制造等多個行業的進一步發展，提升我國技術水平。正是因為工業機器人具備的種種優點和特點，使得其具備其他技術無法比擬的經濟價值，如：節省場地費、節省固定投資、工作靈活、生產準備消耗時間較少、維護工作消耗的資金成本較少、投資回報率非常高、生產投入快以及可以在惡劣環境之下工作，有效降低環境對于工作人員生命安全的危害，降低企業在勞保方面消耗的資金等等。

2 飛機數字化裝配中工業機器人的應用

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，對其進行合理調整。通過應用工業機器人，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，節約人力資源和物力資源的同時，防止人工作業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量。通過應用數字化技術和工業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機器人和高精度測量設備結合在一起，實現柔性夾持定位。亦或者將數字化光學設備和工業機器人有機結合在一起，實現激光跟蹤測量。經調查研究顯示，當前國內外已經有許多企業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[3]。

2.3 提高噴涂工作的效率和質量。

現今，隨著機器人技術的飛速發展，我國制造行業之中已經開始有規模的應用工業機器人進行噴涂工作。噴涂機器人不僅在汽車行業之中得到了充分應用，同時在航空發動機產品之中也得到了廣泛應用。通過應用工業機器人進行噴涂工作擁有非常多的優點，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生等等。

以發達國家美國為例，美國航空航天行業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開展噴涂工作，該系統主要由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。現今，隨著時代的發展，我國飛機數字化裝配技術也隨之開始迅猛發展和創新，通過應用工業機器人進行飛機數字化裝配工作，能夠實現自動化焊接。同時在飛機裝配工作過程當中，通過應用工業機器人進行鉆鉚工作，能夠有效提高工作效率，經研究表明，工業機器人的鉆鉚工作效率是人工工作的8倍以上。在現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點，導致后續加工難度大大上升。在這樣的情況之下，通過應用工業機器人進行質控工作，能夠在滿足加工要求的同時提升飛機質量，延長飛機的使用壽命[5]。

3 飛機數字化裝配中工業機器人的應用前景

以當前航空航天行業工作情況為切入點進行分析，國內外航空技術均開始應用工業機器人進行各項工作。特別是一些大型飛行公司之中，已經開始普及使用工業機器人開展各項工作。隨著工業機器人技術的飛速發展，其促進了飛機數字化裝配的進一步發展。經調查研究顯示，現階段我國絕大多數廠家之中依然采用傳統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，我國應當對工業機器人技術的發展以及推廣進行不斷加強。在未來的飛機數字化裝配工作之中可以將不同環節中機器人技術有機結合起來，建立一個統一的自動裝配制造線，實現飛機產品裝配工作能夠持續進行連接。除此之外，還應當將工業機器人技術不斷向其他行業領域范圍之中進行普及應用，借此有效促進我國工業的進一步發展。

4 結束語

現今，在我國制造業中，工業機器人技術已經得到了廣泛應用。由于工業機器人的種種特點，使得它在飛機數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機器人技術進行研究創新，這次讓其和自動化較高的行業獲得同樣的進步速度。因為應用工業機器人進行飛機數字化裝配工作能夠有效提升其效率和質量，節約人力資源和物力資源。因此我國有識之士應當對工業機器人在飛機數字化裝配工作中的應用進行研究分析。