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机械系研发的移动式混联加工机器人开展型号产品应用验证

近日,由清华大学机械工程系刘辛军教授担任项目负责人、北京卫星制造厂有限公司牵头承担的国家重点研发计划“智能机器人”专项“大型舱体类复杂薄壁构件多移动机器人协同原位加工技术与系统”(项目编号:2018YFB1306800)取得了突破性进展。项目首创的关键装备——移动式混联加工机器人,通过反复论证,多次调试和可靠性验证,在天舟货运飞船产品的制造中进行了型号应用,实现了产品的粗加工和最后的精加工。本次移动式混联加工机器人在天舟货运飞船型号产品的加工制造,是继在大型货运舱体结构件的加工应用之后,在航天关键结构件加工中的又一次成功验证。

图1 首创的移动式混联加工机器人

为保证天舟舱段整体尺寸公差和焊缝对接精度要求,需要在前锥整体状态下进行组合加工。项目组攻克了移动式混联加工机器人系统软硬件集成、数控加工功能优化、机器人实时作业空间精度补偿等技术。为保证型号加工“万无一失”,项目组和工艺、操作人员充分沟通,对设备和流程进行状态测试,确保加工方案合理可行;加工过程中,编程人员认真核对检测数据,计算加工余量,反复检查数控程序,确保每下一刀前,程序和切削参数正确,最终保证了产品的精度要求,并提高了加工效率。

与原采用大型五轴龙门加工中心的方案相比,采用移动式混联加工机器人后,无需对舱体在机加和焊接工位之间进行转运,消除了工序间的基准转移误差,每刀的实际切削时间也从30分钟缩短至10分钟,极大的提高了产品加工效率。

该移动式混联加工机器人由清华大学机械工程系刘辛军教授、谢福贵副教授带领团队研制,经历了基于仿生结构和仿生行为的概念提出、方案构思与论证、机器人机构创新、机器人设计与标定、轨迹与速度规划及控制、机器人应用验证与型号加工应用等的全流程攻关,委托北京工研精机股份有限公司制造。团队博士后解增辉,已毕业博士梅斌、毕伟尧,在读博士生陈嘉凯、谷乐丰、杨迪、马梓健和温杰参与了该机器人的研制和现场调试工作。

撰稿:谢福贵

审核:胡楚雄



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