傳統(tǒng)的機器人裝配系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多大規(guī)模生產(chǎn)的制造行業(yè)，例如汽車及電子消費產(chǎn)品制造業(yè)。這些機器人裝配系統(tǒng)的設(shè)計主要是基于高精度的操作環(huán)境，即：每個單獨部件的位置、方向以及幾何精確，都假設(shè)已確定。而實際情況卻是，用于大型車輛制造、礦山工程機械、航空航天中的大尺寸部件以及固有的順應(yīng)性部件在搬運和加工過程中都有可能會發(fā)生嚴(yán)重的扭曲變形，從而導(dǎo)致其幾何形狀及位置不確定。 組裝大型構(gòu)件時，需要多臺機器人共同配合，只有這樣才能夠有效地搬運諸多不同的零部件。這些系統(tǒng)對偏差的適應(yīng)能力一般要受限于搜索邊緣及特征位置所花費的時間。通常，這些功能僅限于單臺機器人，并且只能進(jìn)行局部修正。如果采用復(fù)雜夾具，雖然可以在一定程度上緩解這一問題，但是卻相應(yīng)地增加了成本，而且降低了將單位工件拼制成大型特定零件的靈活性。 為了解決這個問題，在柯馬（Comau）公司的資助下，英國工程及物理科學(xué)研究委員會將其作為一項重要基礎(chǔ)課題，目前，許多核心技術(shù)的研究工作已取得了重大進(jìn)展，其中之一便是一種基于控制的仿真技術(shù)。該技術(shù)將非接觸測量學(xué)、數(shù)模技術(shù)和機器人末端執(zhí)行器革新技術(shù)結(jié)合起來，為工業(yè)機器人在某種特定環(huán)境中實現(xiàn)高效安全的使用提供了一套實用性的解決方案。 Comau新一代機器人系列，載荷6～800kg，底座更小，工作范圍更廣，有效載荷更高，移動與定位精確更高，使用更為可靠，維護(hù)費用更低。 目前最主要的研究成果是一個工作示范單元，由4臺Comau機器人組成，包括2臺SMART NS裝配機器人（載荷12kg）、一臺SMART H4（載荷200kg）機器人以及一臺用于鉚接的Tricept 機器人。所有機器人通過網(wǎng)絡(luò)互連，并且可通過Interbus總線系統(tǒng)連接到單元主控制器上，從而實現(xiàn)了機器人的精確同步控制。 該系統(tǒng)目前雖然還主要應(yīng)用于飛機機身的制造加工，但是此項技術(shù)也完全適用于所有在組裝過程中易于變形的結(jié)構(gòu)體。研究小組已經(jīng)建成了一個功能完整的示范性單元系統(tǒng)，其優(yōu)良的性能完全可以達(dá)到裝配公差要求，該技術(shù)完全有可能為諸如汽車車身一類的制造加工質(zhì)量帶來革命性的飛躍。 目前，該系統(tǒng)單元正用于龐巴迪（Bombardier）宇航公司CRJ700支線噴氣機機身零件的生產(chǎn)，并在進(jìn)行試驗評估。在該單元工作過程是：將機身壁板安裝在一套簡單的夾具上，沿軌道裝入單元系統(tǒng)中。初步達(dá)到規(guī)定位置后，夾具鎖緊，單元系統(tǒng)準(zhǔn)備啟動。以上過程中的部件都無需精確定位，因為機器人會在初始化過程中通過末端執(zhí)行器上的激光掃描儀探測查找部件位置，這樣就可以獲得部件與機器人之間的相對位置，當(dāng)機身壁板被探測查找到后，控制指令會傳送到程序數(shù)據(jù)庫，然后機器人會按照所存儲的程序序列完成一系列操作。機器人在進(jìn)行每一項操作前都要重新掃描機身壁板，確定當(dāng)前位置與單元系統(tǒng)初始化時獲得的初始位置之間是否存在由于前一操作導(dǎo)致的局部位置變動，從而保證了操作的精確性。 每臺機器人都配有一個裝在控制器內(nèi)小型軟件模塊，這是機器人與網(wǎng)絡(luò)和Interbus總線間的連接接口。該軟件用于程序執(zhí)行前機器人與其它機器人及單元協(xié)調(diào)裝置間的程序調(diào)用和信號交換，從而實現(xiàn)先進(jìn)的機器人末端執(zhí)行器對所規(guī)定的搬運與裝配工作。在該單元中性能卓越的末端執(zhí)行器已經(jīng)被開發(fā)用于物料的搬運和緊固，搬運末端執(zhí)行器具有很高的可重置性，從而確保能夠承擔(dān)大數(shù)量不同部件的搬運工作，并且無需經(jīng)常更換末端執(zhí)行器。為了實現(xiàn)機身組裝，該項目組還開發(fā)研制出了一對末端執(zhí)行器，用以實現(xiàn)鉆孔、鉆埋頭孔、安裝實心鉚釘。這種執(zhí)行器安裝到方向相對的兩個高載荷工業(yè)機器人上，在這兩個機器人之間進(jìn)行部件的鉚接。 對于在加工過程中可能會發(fā)生扭曲變形的大尺寸部件，最新的科研成果將大大改善這些不確定性，希望這能為汽車車身一類的制造加工質(zhì)量帶來飛躍。