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航天领域中智能机器人的应用
现如今,智能机器人在汽车领域、机械加工、木材与家具、食品等行业应用非常广泛。近些年智能机器人发展日益成熟,在航天领域中的应用也愈加广泛,其在航天领域的主要功能是提高工业精度,实现自动化机械加工,如航天产品的喷涂、焊接、热处理、装配等诸多环节。由于航天产品非常复杂、生产质量要求高、产品体积大、性能指标高、载荷重、环境洁净度高等特点。所以,对智能机器人的性能、结构、动作流程、可操控性都提出了更高要求。

(一)喷涂领域。喷涂工艺是将某种固定材料进行融化并喷射到机件表面上,进而形成一种保护膜,提高机件的耐磨性、耐蚀性、耐高温等性能。航天飞机对喷涂材料与喷涂技术要求非常高,是保护机体的重要措施,因此,喷涂工艺在航天工业中至关重要。喷涂工艺的重点主要在于涂层厚度、厚度平整性、喷涂粗糙程度、气孔率等,由于喷涂工艺程序要求高、施工复杂、实施困难等因素,单纯通过人工劳力很难达到工艺标准,但通过智能机器人能够有效解决这一问题。智能机器人能够保障喷涂工艺的一致性与平整性,通过一个设备即可完成一个流程工作,避免由于工作人员众多而造成的操作差异。与此同时,智能机器人还能够解决打磨问题及气孔问题,能够保障喷涂材料更加均匀,有效降低材料浪费,并且能够提高喷涂质量与效率。

(二)焊接领域。焊接工艺主要通过加压、加热技术,使不同连接件相互结合的一道工序。通过对智能机器人进行程序编程,让机器人实施焊接工作,进而实现自动化焊接工艺。在航天领域中,焊接工艺的应用愈加广泛,采用铝合金、钛金以及其他航天金属进行激光焊接、点焊、弧焊进行焊接操作。将智能机器人应用在焊接工作中,能有效提高焊接效率与质量,降低安全隐患、曲面焊接难度、焊接成本,实现节约化生产。在实现自动化生产中,智能机器人焊接主要通过虚拟仿真技术与离线编程技术,进而优化焊接工序,提高焊接质量。

(三)热处理领域。该环节主要的流程为:加热→保温→冷却。通过热处理能够有效改变航空金属、合金表面、内部组织结构,进而达到控制金属性能的目的。由于航天领域所使用的金属材料需要具备一定的高度性能,例如质量轻、耐高温、强度高等特点。因此,原始金属材料必须要经过加热工序来提高金属性能。通过应用智能机器人能够有效实现热处理工艺的自动化生产,进而保证热处理工艺的稳定性与一致性。智能化加工即是数字化加工,通过时间、空间的确定性关系来完成加工、制造,智能机器人在实施热处理工艺中,要构建一种实时优化调整模式,对智能化加工实施在线监测,通过智能化系统与智能机器人的热处理工作信息进行实时评估、分析、决策,进而实现智能机器人在加工过程中的自主学习、决策控制。先进的智能化机器人能够通过自主学习形成工艺知识库,将工艺设计与程序设计进行融合,实现产品加工工艺自主决策与自主优化。因此,智能系统与智能机器人能够极大提高热处理工艺效率与质量、降低工艺成本、增强柔韧性,实现热处理工作的智能化。与此同时,智能机器人应用在热处理生产中,能够有效改善航天工作人员的工作条件,节约人工成本,提高航天热处理金属工艺的产品质量与劳动生产率。


(四)装配工作。装配是将所生产的各个零部件根据技术图纸要求进行组装,再经过一系列的检验、调试,通过装配工作让所生产的零件成为最终航天产品。现如今,航天中的装配工作主要分为两大环节:即总装与部装。其中,部装主要是进行托板螺母及支架铆接、舱体口盖配修、钻孔等环节;总装主要包括组件安装与安装测试。由于航天产品体积非常大,人工装配不仅无法保障工作效率与工作质量,同时也无法保障装配安全。通过应用智能机器人,能够极大提高航天产品的装配效率,极大缩短装配周期,并保障各个装配环节质量的一致性。装配环节对智能机器人的要求相对较高,其编程相对以上应用更加复杂。由于装配工程量非常大,只通过一个智能机器人是无法实施完成的,必须要实现多个智能机器人协调工作,并且要充分保障单个机器人的动作、视觉、智能判断、合作判断等功能,使多个机器人能够协调运作,此外,还要实现智能机器人的自动导航、智能识别等功能,只有实现这些,才能够保障装配质量与装配效率。为我国航天装配工作智能化生产奠定坚实基础。


当今智能机器人发展还不够成熟,在装配过程中也无法实现真正的智能化装配,必须要通过机器人与人工合作的形式实现装配工作,智能机器人主要进行部装内容与总装部分内容,并进行航天产品零部件的搬运工作,人工主要是对结构复杂或需要调试领域实施装配工作,以及调节智能机器人与人工之间的协调性。进而提高航空产品装配效率与质量,实现自动化装配(相对的),保障航天产品能够顺利应用于实际。智能机器人的出现,极大地改变了航天领域生产结构,实现航天领域的创新与发展。

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