工业机器人自动钻铆集成控制技术

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1、自动化装配装备及其应用APPLICATIONOFAUTOMATICASSEMBLYEQUIPMENT*工业机器人自动钻铆集成控制技术IntegratedControlTechnologyofAutomatedFasteningWithIndustryRobot中航工业北京航空制造工程研究所高明辉　张　杨　张少擎　周万勇[摘要]针对臂板类部件的机器人自动钻铆，设成的自动化装配系统，如何将产品、加工、测量信息合理计、制作了一套集成控制系统，对集成控制的关键技术集成及控制，是保证装配系统高效可靠运行，提供装配进行

2、了试验研究，证明所采用的方法可以满足机器人集质量及精度的关键，本文介绍了在这方面的研究进展。成控制的有效方法；基于这几项关键技术研究结果所设计、制作的机器人自动钻铆集成控制控制系统可以满足1　机器人集成控制系统构成机器人自动钻铆的整个工艺过过程的集成控制要求。机器人自动钻铆系统针对臂板类部件，两个KUKA关键词：机器人　自动钻铆　集成控制机器人位于定位工装两侧，安装在移动导轨上，制孔机[ABSTRACT]Anintegratedcontrolsystemisde-器人的末端安装多功能末端执行器，可实现机器人

3、压紧visedanddevelopedforautomaticdrillingandriveting产品、法向检测、制孔、吸屑、送钉、铆钉定位等功能，铆offuselageplate,crucialtechnologiesofthesystemare接机器人的末端安装铆接单元，可实现压紧产品、铆接tested,andmethodstosolveseveraltechnologicalchal-等功能（图1）。机器人集成控制系统包括：集成控制上lengesaredeveloped,includingcommu

4、nicationbetween位机；KUKA机器人控制器KRC2；UMAC控制器并配hostcomputer,robotcontrollerandendeffectoraxis有I/O及A/D模块、送钉控制单元、电磁铆接控制单元。controller,synchronizationoftworobots,measurement模拟件ofandcompensationforreferenceholedeviation,normaldirectionmeasurementandadjustmentofdrill

5、inglocation,制孔执行器robotpositioningaccuracycompensation,etc.Themethod铆接执行器isprovedcapableandeffectiveintheintegratedcontrolof制孔机器人铆接机器人theentireautomaticdrillingandrivetingprocess.Keywords:RobotAutomatedfasteningInte-模拟件工装gratedcontrol随着飞机结构设计复杂性的增加，长寿命、抗疲劳、

6、高质量的要求，新材料、新结构的采用，数字化装配技术难度的提高，很多依靠手工完成的装配工作或其他复杂机器人移动滑台制造环节的工作已无法继续按传统的方式实现。一方图1　机器人钻铆系统组成面，在飞机、卫星、导弹、飞船等复杂产品研制过程中，装Fig.1　Constitutesofrobotfasteningsystem配是产品制造的关键环节，装配工作量约占产品制造工作量的很大比例。这些产品装配连接以钻铆为主，钻铆采用KRC2控制器分别控制2个机器人的运动，钻工作量约占装配连接工作量的一半以上。目前国外自铆孔位的自动

7、定位及法向调整由机器人控制器KRC2动钻铆技术的研究在向机器人、柔性工装、全自动钻铆完成；UMAC控制器配合相应伺服驱动控制完成机器人[1]机并配合激光测量等组成柔性自动化装配系统方向在导轨上移动、末端执行器上的主轴、主轴进给、工位转[2]发展。国内目前主要用机器人制孔，还没有自动钻铆换、顶铁和铆枪进给控制；送钉控制单元控制铆钉送到机。末端控制器，电磁铆接控制单元控制电磁铆接的能量及对于由机器人、钻铆末端执行器、工装、测量系统组完成铆接控制（图2）。上位机协调测量数据及和上述各控制器间的数据传递及控制流程；

8、与机器人间的协调通讯及安全限位等；基准孔和法向测量；测量数据通讯*　国家科技支撑计划项目（2011BAF13B06），装备预先研究项目（51318050202，51318050206）资助。接口。74航空制造技术·2013年第20期自动化装配装备及其应用APPLICATIONOFAUTOMATICASSEMBLYEQUIPMENT上位机照相测量TCP/IPPROFIBUSUMACKRC2-KR360KRC2KR