自动化技术在卫星天线高精度装配中的应用研究

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1、专稿FEATURE自动化技术在卫星天线*高精度装配中的应用研究ResearchonSatelliteAntennaAssemblybyApplyingAutomaticAssemblyTechnology北京卫星制造厂　　张　明　喻懋林　张玉生本文以卫星固面反射器天线为对象，开展自动化装配技术在航天器产品高精度装配中的应用研究，提出了基于6自由度工业机器人与激光跟踪仪联动闭环控制的新型高精度装配模式，是对实现卫星部件高精度装配的一种切实有效的探索。效、高精度的产品装配方式便成为航装配的一种切实有效的探索。天装

2、配水平提升的当务之急。张　明自动化装配技术已历经半个多自动化装配技术在国外航空　　中国空间技术研究院北京卫星制造航天的典型应用世纪的发展，在汽车、航空等工业领厂研究员，历任“北斗”、“遥感”等多个平台型号卫星指挥，长期从事包括复合域已开始利用柔性化的工业机器人1　国外航空领域应用材料产品在内的多项厂内科研课题技术或定制的自动化装备高效、精准地完目前，自动化装配技术在发达国管理工作。成了过去很多人工操作难以完成的家航空领域已有成熟应用，从单台自工作。因此，将自动化装配技术引入动钻铆机和数控托架组成的自动钻近年来

3、，随着我国航天事业的快到卫星部件的精密装调中，发展高精铆系统向自动化装配工装、模块化加速发展，航天器产品的数量和种类不度的自动化装配技术，是解决航天产工单元、数控定位系统（包括多自由断上升，对产品装配精度的要求也越品高精度装配困难的切实有效的途度机器人系统）和数字化检测系统来越高。星载天线等高精度结构的径。本文以卫星固面反射器天线为组成的自动化装配系统发展。装配以往完全依靠传统的手工操作对象，开展自动化装配技术在航天器美国ITA公司和巴西航空工业方法，工作效率低，技术风险高,已产品高精度装配中的应用研究，提出

4、公司在小型客机自动装配中采用两经不能满足需求。因此，寻求一种高了基于6自由度工业机器人与激光台重型工业机器人配合IGPS测量系跟踪仪联动闭环控制的新型高精度统、摄影测量系统和激光雷达协助完*　国防基础科研项目（A0320132007）资助。装配模式，是对实现卫星部件高精度成机身装配。26航空制造技术·2013年第20期专稿专稿FEATUREFEATURE[1]波音787-41段生产系统，共着结构简单、精度高、稳定性好的优个，装配难度大为增加。传统的装配布置了5台机器人，自动完成机身的点，是高精度复合材料天线的

5、主要类方法，需要操作者站在装配平台上，制孔和铆接。型之一。图1所示为一个典型的固手持反射器进行位置调整，装配十分以上两个案例是工业机器人在面形式反射面天线装配后的形式，整困难，必须经验丰富的操作者才能完航空领域实现自动化装配的典型应个结构上共搭载了5副固面反射器。成。因此迫切需要一种不依赖人工用，证明通过自动化的柔性装备可以完成的自动化装配手实现飞机装配中的很多复杂操作，提段来完成这样的高精升装配精度和效率。度部件装配。2　国外航天领域现状固面反射器卫星天线自动化与航空产品相比，航天产品具有多品种、多状态、小

6、批量的特点。在装配系统的构建自动化技术应用方面，更多地体现在装配平台卫星天线的自动利用机器人技术实现空间环境下作化装配与目前工业界业或高精度部件装配。的大多数自动化装配加拿大利用太空维护机器人，应用有所不同，其强调可以完成多种在轨任务，其中也包更高的位置精度，而不括自动化的空间飞行器装配。日本是追求更短的装配时NASDA开发的2.8t级工程试验卫间。因此，在系统的构星，利用其星载空间机器人进行展开建上也更强调测量系/拆卸装配实验以及日本通信研究所统在整个系统中运行图1　典型卫星固面天线装配形式计划的天线装配机

7、构实验。研究太的重要性。只有建立空机器人技术，实现在卫星上装配天若把图1所示的天线装配形式了很精准的测量手段，才能保证装调[2]线。近年来，NASA在大型复合材进行任务分解，可得出就单个的固面的位置满足要求。料航天器杆件方面开展了很多研究反射器而言，装配指标分为焦点指标传统的自动化装配往往采用示工作，开展了对于大型航天杆件结构要求和对称面角度指标要求两项。教或固定程序运行的模式，适用于大的工业机器人装配技术研究。焦点指标要求的由来是因为固面反批量生产，装配过程中的变数小，相通过国外航天领域的自动化装射器的形面

8、通常为一椭球面方程或对稳定。但是航天器产品具有单件配技术应用实例，可以看出这种先进抛物面方程，根据方程的参数，会在小批量的特点，这就决定了在自动化的装配技术已经在国外同行中得以空间中形成焦点坐标。通常情况下，装配系统运行时，传统的相对固定的应用和推广，能够切实推动复杂航天在装配坐标系下位置精度需满足尺运行模式行不通。必须采用灵活多器的地面高精度装调以及在轨复杂寸公差控制在±0.2mm以内。对称变的能