李长生
（佛山隆深机器人有限公司 528311）
摘要：近年来，随着时代的发展和科技的进步，工业机器人广泛的应用于各行各业，尤其是航空航天领域。本文从工业机器人的定义出发，研究了其在航空航天领域的具体几种应用，突出了其价值，并预测了未来的发展趋势，以期向同行提供借鉴意义。
关键词：工业机器人；航空航天；应用
一、前言
人类生产力的变革从工业革命开始，逐渐用机械代替了人工，机械广泛的应用于生产生活的各个方面，尤其是工业机器人的出现，在一定程度上取代了人工劳动，实现了生产自动化，大大提高了生产效率。工业机器人具有重复精度高、可靠性好、适用性强等优点，在汽车、电子、物流、化工和航空等多个领域都有重要的应用。尤其是航空航天领域，作为劳动密集型的行业，其产品制造过程工序繁琐，需要大量劳动力以手工制造为主，大大制约了航空航天行业的快速发展。在我国大力发展航空航天的背景下，工业机器人的应用可以节约人力，提高企业生产力，对于行业转型升级，提升装备制造能力，加快发展具有重要的现实意义。
二、工业机器人的定义
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各自功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领来行动。在航空航天领域，由于其产品结构复杂、尺寸大、精密度高等特点，对工业机器人的性能也提出了更高的要求，工业机器人具有柔韧性和扩展性，根据传感器信号，可以完成规定运动，适应新的环境。
三、工业机器人在航空航天领域的应用分析
工业机器人是一种自动可控的，而且具有编程功能的操作机，借助编程语言来实现对材料的处理和对零件工具的切割操作，工业机器人包括机械系统、驱动系统和控制系统。机械系统是指工业机器人的结构，包括基座、臀部和腕部。驱动系统是工业机器人工作的原动力，是工业机器人的核心，使之执行相应的动作。控制系统是根据传感器返回来的信号控制机器人的行为，执行动作。国外工业机器人企业与航空航天制造企业已经密切合作，面向部件转配和人机协作展开工业机器人系统专项研制，以提高企业竞争力，同时促进航空航天事业的发展。
目前，机器人广泛运用于汽车零部件、机械加工、食品加工和航天制造行业，尤其是在航空航天制造行业，通过工业机器人可以减轻工人工作量，完成焊接、装配、喷漆、热处理等作业，利用工业机器人对这些工序的自动化改造大大提高其工作效率，同时规避工作中的危险因素。本文从以下四个方面进行详细的研究与探讨。
1、装配
装配是按照图纸要求，将零部件按照规定组装起来，经过测试和调整最终成为可以使用的合格产品。在航空航天的装配中，工序比较繁琐复杂，首先要完成舱体口盖的修配、螺母及支架的钻孔，其次要完成部件的安装，最后进行调试。工业机器人应用于航空航天行业的转配，可以大大提高工作效率，缩短工作完成周期，保证设备质量，对未来标准化的装配车间的修建奠定基础。
2、喷涂
喷涂工艺广泛的运用于各个生产行业和各种加工工艺。喷涂是指用专用设备将固体材料熔化后利用喷射机将物件表面形成特制的薄膜层，使物件更耐磨、耐用和耐腐蚀。在航空航天领域，喷涂技术主要用于航天器的表面，利用工业机器人进行操作，可以保证喷涂效果优良，在粗糙度、厚度和气孔等方面都大大优于人工操作，既提高了产品的合格率，同时也减少了原材料的浪费，降低了废料成本，保护人工免受污染，喷涂工艺在航空航天领域的运用可以说为该领域的发展起到了重要的作用。
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3、焊接
焊接技术是通过加热加压技术，必要时使用填充材料，使连接件达到原子结合的加工方法，焊接工业机器人是一种多用途、可编程的操作机，可以应用于多个领域。在航空航天领域，工业机器人焊接相对于人工焊接来说，主要有以下几点，一是提高焊接过程中的速度和质量，二是降低焊接成本和曲面焊接的难度，三是利用编程优化焊接路径，提高焊接的效率。
4、热处理
航空航天行业由于其工作空间的特殊性，要求其材料必须具有耐高温、高强度和轻质量的特征。工业机器人做热处理工作，可以代替工人免受高温环境的考验，减轻工作负担。并且工业机器人做热处理工作可以保持生产过程中的一致性和稳定性，保证工艺产品的质量，使得工艺产品向高质量、低成本和智能化方向发展。
四、工业机器人在航空航天领域中的重要价值
将工业机器人运用于航空航天领域，具有重要的现实意义和价值。首先，航空航天的装备精密度高，生产周期长，需要人力物力资源巨大，而工业机器人的使用提高了其装配效率，缩短产品的生产周期，可以节约生产成本，实现航天装备快速交付。其次，工业机器人的广泛使用，可以尽量减少人工的使用，提高产品的精密度和质量，保证航空航天装备的可靠性。再次，通过工业机器人之间的协作为未来航天装配智能车间的建设奠定基础，未来的航天车间将在工业机器人的充分利用下实现自动化的生产，最后工业机器人可以作为航天科技工业的技术储备力量，为航天事业的发展发挥最大的价值。
五、工业机器人在航空航天领域的发展趋势
当前的航空航天领域仍然属于劳动密集型行业，繁琐复杂的工序和生产能力的不足限制着行业的发展和科技的进步。工业机器人以其高效率的工作，成熟的技术和低廉的生产成本优势在航空航天领域得到快速的发展和广泛的应用，纵观未来，工业机器人在航空航天领域具有极大的潜力和发展趋势。
1、工业机器人分类明细，协同工作
在未来，航空航天领域的工业机器人朝着多样化的方向发展，移动式工业机器人、多臂协同工业机器人、灵巧关节工业机器人将各司其职，协同工作，共同促进航空航天事业的发展。
2、工业机器人的智能工艺
航空航天装备发展方向越来越精密化和轻量化。工业机器人针对不同型号和规格的装备要进行针对性的制造和装配作业，未来工业机器人的发展将向专业化和精细化发展，要解决复杂装备的柔性生产，解决末端执行器快换装置、离线编程和柔性装配工艺规划和加工过程同步检测等技术开发。
3、工业机器人末端执行器精确作业
在航空航天器的制造过程中，大尺度的震频和移动平台的震动会对机器人加工精度和质量产生影响。未来工业机器人的关节刚度和位置误差都将控制在合理的范围之内，其定位精度补偿算法是解决工业机器人末端执行器精确作业的关键，将大大提高装配的合理性和精确度 。
结语：面对航空航天领域快速发展的新机遇，其生产品大尺度、高精度、多品种和小批量的生产特点决定了工业机器人要把握住提高质量和效率、降低成本和人工，快速反应和回应的特点，就将在促进企业转型升级、提升装备制造力和先进力方面发挥重要作用。我们要对工业机器人的工作原理、技术应用和制造理念方面提升研究水平，需要团队密切合作针对关键技术进行突破，从而实现工业机器人在航空航天制造领域不断应用与创新。
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论文作者:李长生
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/23
标签：机器人论文; 工业论文; 航空航天论文; 领域论文; 航空论文; 技术论文; 装备论文; 《电力设备》2016年第11期论文;