爬行机器人制孔系统在飞机装配中的应用研究

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1、自动化装配装备及其应用APPLICATIONOFAUTOMATICASSEMBLYEQUIPMENT*爬行机器人制孔系统在飞机装配中的应用研究ResearchonApplicationofCrawlerRobotDrillingSysteminAircraftAssembly中航工业北京航空制造工程研究所甘　露　姚艳彬　魏　超[摘要]轻型自动制孔设备以其高柔性、低成本、高效率在飞机装配领域得到了越来越多的应用。爬行1　国内外研究现状机器人制孔除了具备以上特点外，还具有自主移动、安在轻型自动化制孔设备方面，美国波音推出了柔性装方便的优点，

2、其应用前景非常广阔，受到了国内外厂导轨制孔系统（如图1），该制孔系统设备的优点是自动家的广泛重视。本文通过分析国内外关于爬行机器人化、轻量化、安装方便。缺点是不能自主移动，所以，设制孔系统的研究现状，总结出相应特点和关键技术，指备制孔时的设备安装工作量大。基于上述原因，为实出爬行机器人制孔系统的发展趋势。现一定范围内的装置的自主移动，爬行机器人可以很关键词：爬行机器人　自动制孔　飞机装配好地解决这一问题。目前，国外的很多公司，如：西班[ABSTRACT]Light-weightautomaticdrilling牙Fatronik公司、法

3、国AlemaAutomation公司、西班牙systemhaswideapplicationinthefieldofaircraftassem-MTorres公司、西班牙SERRAAeronautics公司都针对飞blyforitshighflexible,lowcost,highefficiency.Crawler机装配研制了爬行机器人制孔系统，并且在实际的飞机robotdrillingsystemhastheadvantagesofautonomous装配中的得到了应用。下面对这几个公司的爬行机器mobileandeasilyins

4、tallation.Thecrawlerrobotsdrilling人进行分析和比较。systemhasabrightfutureforapplication.Keywords:CrawlerrobotAutomaticdrillingAircraftassembly精确制孔和精益制造在现代大型飞机的制造和装配中占有十分重要的地位，精益制造就是要求大幅度降低生产制造成本，实现制造过程柔性化，同时满足生产要求。轻型自动制孔系统用于飞机机身和机翼的自动制孔，与大型自动化制孔设备相比，可最大限度降低飞机装配的制造成本，减少大型自动化制孔设备占

5、地面积和操作维护人员的配备，减少大型装配件的频繁搬运和安装。对于飞机机身和机翼壁板的制孔而言，研制轻量化、可移动的轻型自动制孔系统，将具有明显的性价比优势，以满足低成本自动制孔系统的需求。目前在飞机装配中应用较多的轻型自动制孔系统包括柔性导轨制孔系统、爬行机器人制孔系统等。爬行机器人制孔系统具有自主移动、操作灵活、成本低的特图1　柔性导轨制孔系统点，以上特点使得爬行机器人制孔系统在飞机装配领域Fig.1　Flexibletrackdrillingsystem具有非常广阔的应用前景，受到了国内外飞机制造商的广泛重视，并取得了诸多研究应用成

6、果。1.1　Fatronik爬行机器人制孔系统为了适应不同曲率半径的飞机壁板表面制孔，西班*　航空科学基金项目（20121625008）资助。牙Fatronik公司研制了五坐标爬行机器人自动制孔系80航空制造技术·2013年第20期自动化装配装备及其应用APPLICATIONOFAUTOMATICASSEMBLYEQUIPMENT统。在进行制孔作业时，机器人被吊装到即将装配的组代产品，它在重量、钻孔、锪窝、定位精度和爬行速度方件的位置，机器人通过12套真空吸盘吸附固定在产品面拥有更优的设计。FDH2是一个模块化设计的五坐标上，依靠机器

7、视觉系统来完成位置坐标的标定，机器人制孔系统，带有多功能的末端执行器，可执行制孔、锪窝在其工作空间内完成制孔作业。一旦完成这次作业，机功能。FDH2只依靠末端执行器上的视觉定位系统定位，器人可以通过爬行系统自主移动并且重新自动定位到视觉定位系统由照相机、激光传感器和MTorres自己研下一个工作空间。一旦整个工件的制孔作业工作完成，发的控制软件组成视觉定位系统组成，可以很好的保证就可以从工件上把机器人取下来，可以放置在储存站FDH2在飞机零件上的位置，所以机器人并不需要其他里。的导航系统的支持。为了位置的精细调整，系统还配置1.2　Al

8、emaAutomation爬行机器人制孔系统离线编程系统，它能自动获取零件的基准，然后可以自Alema研制的爬行机器人（图2）利用真空吸盘吸动定位的工作区域，定位精度可以达到±0.2mm（通过附在零件表面来