汽车车身和机身结构通常都是通过夹具制造的。它们都涉及带滑动界面的薄型柔性面板。将这些面板夹在夹具中然后牢靠在一起。在汽车装配中，面板通常使用点焊毗连，而在航空航天中，它们通常在夹具中钻孔并填充铆钉或螺栓。在航空航天装配中，通�；剐枰宰榧涞慕涌诰傩刑畛�。垫片用于填充间隙，而修补则意味着加工多余的质料。两者都增添了重量，由于修饰意味着必需包括修补限额，并不总是被删除。

在夹具中手动钻孔和填充航空航天组件

近年来，航空航天制造中的钻孔和填充操作已经举行了大宗的自动化。然而，这主要使用基于定制龙门架的机械而不是无邪的自动化。这更像是一个很是大的机床而不是焊接机械人。这种要领的问题在于它需要在简单设计中举行大宗投资 - 这就像过时的大规模生产而不是现代精益自动化。当需要重新设置生产系统时，缺乏无邪性会导致重大的问题。

高精度自动化

在航空航天领域使用无邪自动化涉及许多挑战。钻孔会引起反作用力和振动，这可能需要更严酷的机械。需要比目今机械人更高的准确度。与其他行业相比，航空航天装配重大且体积小，涉及大宗奇异的操作，以生产相对较少的最终产品。这意味着必需天生大宗的机械人程序。另一个难题是由于最终结构重大且重大，以是必需同时执行多个操作。这意味着人类可能需要在机械人周围事情，这需要大大增强清静系统。

镌汰反应力的钻井

古板的钻孔保存高轴上反作用力和振动水平的问题。这使得工业机械人的相对柔性结构难以爆发高质量，准确的孔。也可以通过使用具有较小直径切削工具的铣床内插圆形路径来生产孔。这导致较低的反作用力和较低的振动。然而，能够在大型机身中钻孔的重型机床关于精益生产系统而言不敷无邪或不可重新设置。相反，由于刚度和惯性效应以及间隙和伺服不匹配的团结，工业机械人不可足够准确地插补圆。

轨道钻孔提供了一种使用无邪自动化插补加工孔的要领。它有用地使用了一个很是小的机床，它沿着每个轴有足够的运动来插入一个孔。然后将该轨道钻孔机定位在需要孔的位置，其方法与古板钻孔机的定位方法相同。该机械足够轻，可供机械人操作，在大型组件内实现无邪和可重新设置的钻孔。

关于静态定位，工业机械人可以具有几微米的短期可重复性。可是，重复操作会导致重复定位随时间漂移。因此，机械人的可重复性应体现为时间的函数。几微秒的重复性可能是几分钟，可是这些可以在数小时内增添到数百微米，并且通常在几天内增添到几毫米。最好的高精度机械人具有小于0.1毫米的恒久可重复性�？芍馗葱钥杀皇游既沸缘南拗埔蛩�。

尚有许多其他精度要求�；等说睦胂吆妥远喑绦枰宰既范�，而不但仅是可重复性。精度需要相对重大的校准，由于机械人可以使用许多差别的行动来抵达相同的最后执行器位置。使用运动学校准，其中机械人的最后执行器的许多视察被用于求解机械人的运动学模子，其包括体现每个链路的六个自由度的误差参数。

经典的四参数DH约定图

经典的四参数DH约定图。

加工以及较小水平的钻孔需要动态路径追随精度。这受到以下几个因素的强烈影响：

惯性力由最小路径半径和速率决议

能够战胜由于刚度和电机扭矩引起的惯性力

控制器反响回路的时间区分率

机械间隙

丈量机械人精度的最佳工具是激光跟踪器和球杆。激光跟踪仪最初是为机械人校准而发明的，可是，只管它现在已经发明了许多其他应用，但它仍然是这个目的的理想选择。激光跟踪仪可以丈量机械人事情体积内的坐标，只需几微米。然而，为了丈量动态路径跟踪精度，激光跟踪器不太适合。为此，球杆更适合。若是您想知道机械人钻孔或加工曲面的准确水平，那么现着实测试零件中天生该特征。此类研究应多次建设特征，然后丈量零件以确定历程中的误差和转变。

按主要性排序，影响准确性的最主要因素是：

古板的4 DH运动学参数

用于围绕y轴旋转的附加运动学参数

扭转枢纽顺应性和关于z轴的反弹

由于温度转变，热膨胀和形状爆发转变

通过商业高精度机械人校正1和2，实现0.5 mm路径跟踪精度 - 这些也可以纠正3.热效应在任何商用系统中都不被以为是可以纠正的。研究批注，精度可低至0.1毫米。

自顺应控制 - 改变的参数

自顺应控制涉及在操作时代更新控制模子中的参数。这不应与自顺应机械人控制混淆，现实上是具有牢靠参数的闭环控制。为工业机械人实验，这将涉及校准稳固的影响并将其包括在控制模子中并校正瞬态影响。密歇根大学的研究使用了牢靠参数的组合，包括增强的DH参数和模拟为线性弹簧的枢纽刚度，以及由温度传感器更新的热膨胀自顺应参数。这种自顺应控制实现了0.1毫米的精度。

光学计量系统的位置反响

实现很是高的静态定位精度的一种解决计划是提供来自激光跟踪器的实时反响。激光跟踪器通常用于校准每个枢纽中的机械人和角度编码器，然后向枢纽的电机提供反响。在操作时代提供位置反响可以使孔能够以0.05mm的精度钻孔。

由于用于机械人的动态控制的限制因素是固有的惯性效应，因此需要特另外致动来刷新�；痪浠八�，机械人不可能足够快地响应它收到的反响。因此，提高反响的准确性或频率无济于事。

结论

轨道钻井和高精度机械人等先进手艺为飞机和航天器提供了无邪，精益的自动化生产系统�；乖诳故虑�，以知足人类在机械人周围操作的需要，以及为高重大产品编程许多奇异操作的挑战。使用自顺应控制和混淆反响的进一步生长将导致机械人在未来几年的适用性进一步提高。

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