航空机器人助航空制造业转型(航空航天及机器人技术)

在航空航天领域工业机器人的广泛使用,主要是用于机械加工制造,通过它可以完成航空航天产品的焊接、喷涂、热处理、装配等作业。由于航空航天产品的生产和制造具有结构复杂、尺寸大、性能指标精度高、环境洁净度高、载荷重等特点,因此,对工业机器人的结构、性能、动作流程和可靠性等都提出了更高的要求。

1、喷涂

喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上形成一特制薄膜层,以提高几件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的表面技术。飞机表面的涂层质量对飞机至关重要,主要是体现在涂层厚度、表面粗糙度、厚度公差、气孔率对于人工喷涂较困难。而采用机器人技术则可以较好解决这些问题。机器人喷涂可以解决涂覆的一致性,用同一设备即可完成整个工件,避免了人工多个区域操作的差别,另外它可以有效地消除了涂覆后的再打磨和涂层中的气孔,涂层表面公差更均匀,减少了材料的浪费,降低了处理废料的成本,保护了操作者免受喷涂材料粉尘的污染。

2、焊接

焊接是通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使连接件达到原子结合的加工方法。焊接机器人是从事焊接的工业机器人,它是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机,具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。在航空航天制造领域,焊接应用越来越多,它用于铝合金及其航空航天材料的点焊、弧焊、激光焊和搅拌摩擦焊。工业机器人焊接可以很大幅度提高焊接过程中的速度和质量,同时能降低焊接成本和复杂曲面焊接难度,实现焊接过程自动化。机器人焊接在于离线编程和虚拟仿真技术,它可以优化焊接路径提高效率。

3、热处理

热处理是通过加热、保温、冷却来改变金属及其合金表面或内部组织结构,以达到控制性能的工艺方法。由于航空航天领域材料具有高度的性能,往往要具有耐高温、轻质量、高强度等特点,所以原始加工的材料必须经过热处理提高其性能。工业机器人热处理可以实现热处理生产过程的自动化,保证热处理工艺产品的一致性和稳定性。在热处理中的应用,促使热处理工业机器人设备向高效、低成本、柔性化和智能化的方向发展。此外,热处理工业机器人可以有效地改善工人的劳动条件,提高产品质量和劳动生产率。

4、装配

装配是将生产的零部件按照规定的图纸技术组装起来,经过调试、检验使之成为最终使用产品的过程。航空航天的装配包括部装和总装两个环节,部装主要完成舱体口盖的修配、托板螺母及支架铆接、钻孔等,总装主要完成成件的安装以及总装测试。工业机器人的应用,可以提高航天装备装配效率,缩短航天装备生产周期,保证装备配质量一致性,对多机器人协作、机器人手眼视觉、机器人自动导航等,为航天装备柔性化只能生产车间建设打下了技术基础。

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