航空航天制造机器人高精度作业装备与技术综述

田威,焦嘉琛,李波,崔光裕 (南京航空航天大学机电学院)
摘要:新一代航空航天产品的研制与批产对制造精度与加工质量提出了更高的新要求。以机器人为核心的智能制造技术与装备是解决该难题的有效途径。然而,工业机器人较低的定位精度与弱刚性结构属性严重制约了其在航空航天部件高精度加工作业中的推广应用。本文在阐述国内外机器人装备在航空航天制造业的应用现状的基础上,重点介绍了机器人作业刚度强化策略与定位误差精确补偿方法的研究现状,并分析了现有高精度控制方法存在的问题及技术难点。最后探讨了机器人作业装备在航空航天制造领域的技术发展趋势,为面向航空航天产品的机器人高精度制造技术的研究提供参考与借鉴。
关键词:工业机器人;精度补偿;刚度强化;作业装备

目录介绍

1 基于工业机器人的高精度作业系统应用现状

2 作业刚度强化策略

2.1 基于辅助结构的刚度强化

2.2 刚度最优导向的姿态优化

3 作业精度补偿方法

3.1 机器人运动误差预测方法

3.1.1 机器人运动学标定

1)机器人运动学模型

2)运动学参数误差识别

3.1.2 机器人非运动学标定

3.2 机器人作业误差补偿方法

3.2.1 基于模型的误差预测方法

1)基于模型的离线误差预测

2)基于模型的在线误差预测

3.2.2 基于传感器的误差补偿方法

1)基于末端反馈的全闭环补偿技术

2)基于关节反馈的半闭环补偿技术

4 基于工业机器人的航空航天制造技术发展趋势

1)机器人集群化

2)末端执行器智能化

3)任务规划在线动态化

4)作业人机协同化

5 结论

 

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