基于工业机器人的飞机柔性装配技术

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1、第46卷第2期2014年4月南Journalof京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics报stronautlcsV01．46No．2Apr．2014基于工业机器人的飞机柔性装配技术沈建新田威(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)摘要：研究了基于工业机器人的飞机柔性装配技术，着重讨论了机器人精度补偿、末端执行器设计、法线检测与找正、系统控制、离线编程等关键技术。通过在小翼部件加工中的应用，这到了孔位精度<士0．5ITlm、法向精度<±0．5。等关键技术指标。结果

2、表明，对于特定应用对象采用机器人技术进行飞机部件自动装配为一个理想、低成本的解决方案，随着当今工业机器人性能不断增强，配以末端执行器和相关的补偿系统，在航空工业作为装配平台是可行的。关键词：飞机装配；工业机器人；精度补偿；法线检测；多功能末端执行器；离线编程中图分类号：TH242．2文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)02—0181—09AircraftFlexibleAssemblyTechnologyBasedonIndustrialRobotsShenJianxin。了、Jan耽

3、i(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering．NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Theindustrialrobotflexibleassemblytechnologyfortheplanedrillingandrivetingispresen—ted．Thekeytechnologiesareresearchedincludingaccurac

4、ycompensationofmulti—jointrobot，multi—functionendeffector(MFEE)，workpiecesurfacenormaImeasurementandalignment，systemcontroltechnology，andoff-lineprogrammingetc．ToqualifythisforproductionOnthesmallwingpartsassem—blies，thesystemproduceseachholetoadiametert

5、oleranceof±0．5mmandanormalitytoleranceof±0．5。．ResultsshowthatautomatedassemblyOfaircraftstructuresusingrobotictechnologycanbeanideal，lowcostandeffectivesolutionintheappropriateapplication．Withtheincreasedfunctionalitya—vailableintoday’Soff-the—shelfindus

6、triaJrobots，teamedwiththemuhifunctionendeffectorandsoft—warecompensation，theiruseasassemblyplatformintheaerospaceindustryisfastbecomingviable．Keywords：aircraftassembly；industrialrobot；accuracycompensation；normalmeasurement；MFEE；off．．1ineprogramming近年来，飞机

7、制造业对飞机装配技术提出了高质量、高效率、低成本，并且能适应小批量、多型号产品的要求，对飞机自动化柔性装配技术的需求也越来越高。迄今为止，飞机装配技术经历了从手工装配、半机械／半自动化装配到自动化装配的发展历程，市场竞争及相关技术的不断发展，推动着装配技术不断向更高水平演迸，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度‘卜4

8、。国外飞机自动化装配技术从自动钻铆系统向柔性装配系统方向发展，柔性装配系统主要由柔性基金项目：江苏省科技支撑计划(BE2102171)资助项目；航空科学基金(2013Z

9、E52067)资助项目。收稿日期：2014-01—15；修订日期：2014—02—15作者简介：沈建新，男，1969年11月生。教授，博士生导师，享受政府特殊津贴专家。主要研究方向：数字化设计制造、飞机装配、数字化医疗装备。发表论文70余篇。申请发明专利10多件，曾获国家级科技进步、省部级科技进步奖，霍英东青年教师奖等，入选“新世纪百千万人才工程”、江苏省“333人才工程”等。通信作者：沈建新，E-mail：cadatc@nuaa。edu．