近年来，工业机器人凭借其出色的重复精度、优秀的可靠性和强大的适用性，已然在汽车制造、电子工程、食品加工、化学工艺、物流运输等诸多产业领域获得了广泛应用且日益成熟。其显著效果在于大幅提高了产品品质和生产效率、极大地节省了人力资源和制造成本，同时也大幅度提升了生产线的灵活性和企业竞争实力。更为值得一提的是，它们对于保护人员生命安全、优化工作环境、减轻工人劳动负担以及降低原材料消耗等方面起到了至关重要的作用。然而，现阶段航空航天产品的制造过程仍然依赖于人工操作，工序繁琐、工作条件恶劣，并且需要大量使用工装夹具配合手工制作而成。在此情况下，自动化生产水平的严重缺失，已然成为阻碍提高武器装备可靠性和生产效能的瓶颈所在。在我国积极推进航空航天事业发展的大背景之下，航空航天制造企业运用工业机器人进行自动化生产，对于推动企业生产模式的转型升级、提升先进制造装备的能力具有极其重大的意义和价值。

  在航空航天制造领域，工业机器人不仅需要承担诸如点胶、焊接、喷涂、热处理、搬运、装配以及检测等常规作业任务，而且还需应对如钻孔、铆接、密封、修整、复合材料铺敷、无损探伤等特种作业任务。相较于传统制造业，航空航天产品制造具有体积庞大、结构复杂、性能指标精确度极高、承载负荷沉重、工作环境清洁度要求严格以及所用材料特殊等特点，这无疑对工业机器人的结构设计、性能表现、动作流程以及可靠性等方面提出了更为严苛的要求。另外，由于航天产品种类繁多、产量有限，这就要求工业机器人具备卓越的作业灵活性和可扩展性，能够通过快速重组形成适应新环境、新任务的机器人系统。

  伴随着工业机器人在航空制造领域应用的不断深化，一些问题也逐渐显现出来，比如作业规划和干涉碰撞检测的自动化程度有待提高、定位标定和离线编程等生产准备环节耗时过长、对作业灵活性和可扩展性考虑不够充分导致设备利用率偏低等等，这些问题在航空产品单件小批生产模式下有时难以充分展现出机器人的优势。

因此，为了更好地适应单件、小批生产模式下多变的任务需求、复杂的场地环境，提高定位及运动精度，缩短离线编程和生产准备时间，提高设备利用率等，未来航空制造领域的工业机器人需要进一步改进和完善。以下几项技术有望成为实现上述目标的关键使能技术。

（1）高精度测量定位技术。尽管工业机器人的重复定位精度较高，但其绝对定位精度相对较低，无法满足飞机数字化装配中对绝对定位精度的严格要求。因此，需要借助高精度测量装置来引导机器人末端执行器实现运动轨迹的伺服控制。当前，大范围测量主要采用激光跟踪仪和iGPS等仪器，局部测量则可选择单目视觉、双目视觉、手眼视觉、激光测距传感器等多种方式。在某些特定场景下，声觉、力觉传感器亦有其独特的应用价值。展望未来，多传感器信息融合技术必将迎来更广阔的发展空间。

（2）精准至极的末端精度补偿科技。工业机器人末端精度受多方面因素影响，包括但不限于运动学插补、负重、刚度、机械间隙、工具磨损以及热感应等等。为弥补这些因素造成的影响并提升定位精度，我们的策略除了使用精密级别的测量器具以外，同样还注重研发定位误差模型及相应的补偿运算方法。在此过程中，我们必须精确地识别出机器人各个环节如关节刚度、位置偏差、温度差异导致的形变等因素，以获取误差模型或误差协方差阵，然后利用精妙绝伦的精度补偿算法，为末端执行器的定位提供精确无误的伺服修正。

（3）高度智能的规划技术。机器人作为自动化的载体，无论是钻孔、喷涂、焊接、切割、装配，甚至是涂胶、点胶等操作，其最终的完成都依赖于机器人末端严格遵循预设轨迹的运动。因此，轨迹规划的成果直接决定着机器人的工作效能和效率，而轨迹规划的效率和自动化程度又直接影响到生产准备所需的时间。基于对工艺流程的深度理解，实现自动路径规划、机器人轨迹优化、自动干涉校验、工艺参数与过程优化等功能，无疑是一项至关重要的研究课题。

   为了进一步提升机器人的智能化水平，我们将大量运用诸如专家系统、模糊系统、进化计算、群体计算、机器学习、神经网络等尖端人工智能技术，同时，图像识别、语音识别、语音合成、自然语言理解等前沿技术也将被广泛运用于改善和升级人机交互模式。此外，云计算、大数据等新兴技术的飞速发展，使得资源共享、知识共享、数据挖掘等理念为提升机器人的分析、决策和协同能力带来了全新的思维视角。

（4）独树一帜的机器人控制技术。鉴于工业机器人是一种非线性、多变量的控制对象，我们结合位置、力矩、力、视觉等丰富多样的信息反馈，采用了柔顺控制、力位混合控制、视觉伺服控制等先进的控制方法。然而，面对高速、高精度、重负荷的作业需求，机器人的控制方法仍然是我们持续关注和研究的焦点。

（5）别具匠心的机器人本体结构创新设计。由于航空产品结构的独特性，传统的工业机器人往往难以满足实际需求。随着机器人技术在航空制造领域的不断深入，对于专用、特种、非标机器人的需求日益增长，这就要求我们针对特定任务进行本体结构的创新设计，从而拓宽机器人的应用领域。

（6）灵活高效的可重构柔性加工单元技术。在飞机的制造和装配过程中，工装型架的数量众多、体积庞大且种类繁杂，这无疑是一笔巨大的开支。展望未来，工装将采用模块化设计，通过移动各种动态模块来改变工装布局，以适应不同尺寸和类型的产品。空客公司正在研发的“无型架数字化装配技术中心”便是这种理念的生动体现，该中心是一个软、硬件紧密结合的装配工作站，融合了一体化数字工装和各类装配、调整、检测技术，有望大幅度提升飞机装配效率。