基于激光跟蹤儀的機(jī)器人末端負(fù)載重力辨識(shí)與在線補(bǔ)償方法*

薛 雷，楊應(yīng)科，李東升，3，黃 亮，翟雨農(nóng)，3

（1. 中國(guó)商飛上海飛機(jī)制造有限公司，上海 201324；2. 北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京 100191；3. 北京航空航天大學(xué)寧波創(chuàng)新研究院，寧波 315800）

商用航空市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)使得大量飛機(jī)訂單積壓，飛機(jī)制造商面臨著提高產(chǎn)能的巨大挑戰(zhàn)。空客公司預(yù)測(cè)至2036 年全球百座以上客機(jī)數(shù)量將會(huì)增加1 倍[1]，中國(guó)將需要近6000 架新客機(jī)與貨機(jī)[2]。這種強(qiáng)勁的需求增長(zhǎng)導(dǎo)致訂單的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)前的生產(chǎn)制造能力。傳統(tǒng)飛機(jī)裝配過(guò)程中，主要采用剛性工裝 （或定制化非標(biāo)準(zhǔn)柔性工裝）結(jié)合手工作業(yè)的裝配模式，導(dǎo)致裝配周期長(zhǎng)、成本高、質(zhì)量穩(wěn)定性較差等諸多問(wèn)題，難以滿足新一代飛機(jī)高精度、高性能、高效率、低成本批產(chǎn)制造要求。因此，廣泛應(yīng)用模塊化、柔性靈活、穩(wěn)定一致的工業(yè)機(jī)器人成為商用飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)。空客公司在A320 系列新的裝配生產(chǎn)線中應(yīng)用了機(jī)器人自動(dòng)化裝配連接單元，可實(shí)現(xiàn)鉆孔、緊固件的插入與緊固等裝配連接工藝的自動(dòng)化[3]。波音公司使用兩臺(tái)串聯(lián)機(jī)器人協(xié)作完成波音777、777X 以及787 客機(jī)尾翼壁板中碳纖維長(zhǎng)桁與復(fù)材蒙皮的裝配[4]。針對(duì)機(jī)身筒段裝配，波音公司在波音777 機(jī)身裝配站位中采用固定式機(jī)器人與移載式機(jī)器人協(xié)同工作的形式完成機(jī)身壁板的連接[5]，同時(shí)在波音787 筒段裝配中使用了一種更為先進(jìn)的機(jī)器人裝配單元[6]，該單元由4 臺(tái)相同的機(jī)器人組成，在裝配過(guò)程中同步工作，每臺(tái)機(jī)器人都可以完成鉆孔、锪窩、檢測(cè)、密封以及緊固件安裝等功能，大幅提高了裝配效率與工藝質(zhì)量。……