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4．自由移動協作機器人

一是基于大型移動平臺的傳統機器人系統，全向平臺具備高剛度、高定位精度和動態穩定性，其上安裝高精度機器人和可互換的多功能末端執行器，不同系統之間可以協作并且具備持續工藝監測功能，防止錯誤和碰撞發生。2013年起，弗勞恩霍夫制造技術與先進材料研究所通過“大型復合材料結構高效高生產率精密加工”（ProsihP II）項目開發了一個模塊化、自適應、可移動機器人智能銑削系統，并且2016年成功地在空客A320垂尾整體壁板上進行了試驗，多個系統同時操作可以加工30m的機翼和機身主結構。2016年，波音787后機身47和48段裝配開始使用與Electroimpact公司合作開發的Quadbots多機器人協同裝配系統，系統由4臺裝配機器人組成并且采用防撞功能支撐協作，每個機器人都可以鉆孔、锪孔、檢測孔質量、涂覆密封劑和安裝緊固件，可將裝配效率提升30％，波音正考慮引入第5臺機器人以便執行測試和預先維修不會影響生產。此外，2016年波音還獲得了一項“機身自動化制造廠”專利，車間地板以RFID標識出六個裝配單元，鉆鉚機器人、柔性簡易工裝都是可移動的，平時存放在等候區，中央控制臺基于生產速度和訂單分派任務，通過運送部件的AGV控制工作和運動時間，AGV可自主地根據任務在等候區和各單元之間搬運機器人和工裝，實現更廣泛意義上的機機協作以及裝配的自主化。

ProsihP II機器人（德國弗勞恩霍夫研究院圖片）

Quadbots機器人（美國波音公司圖片）

二是基于靈巧移動平臺的類人機器人系統，類人機器人直接集成在一個小體積全向平臺上，提供至少10個自由度，與人類一起從事各種復雜任務，可以說代表了協作機器人的最高水平。庫卡公司自2008年起開始推廣其omniRob移動機器人，機器人在類似AVG的靈巧平臺上集成了LBR iiwa，DLR的自主工業移動機械手（AIMM）對omniRob進行了優化，安裝了集成立體攝像頭的傾轉盤單元和圖案投影儀、基于FPGA的立體視覺處理器，能夠在未知地形工作并且響應多種任務，實現自主化運行。2016年，英國GKN航宇旗下�？撕娇战Y構和起落架業務部分別基于omniRob開展了人機協作研究，航空結構部針對A350外襟翼，讓機器人拾起自動鉆孔單元并將其插入鉆孔夾具，從這類簡單任務中解放老員工去從事更加復雜的任務；起落架部利用機器人在套管上均勻涂覆無泡沫的密封劑滴，減少操作時間并提升可重復性。2015年，由弗勞恩霍夫工廠運行與自動化研究所聯合空客和FACC等開展的歐盟框架計劃“工業用先進協作機器人驗證”項目對其開發的原型移動機器人系統進行了真實條件下的試驗，系統基于ominRob開發并增加了抬升樞軸單元，使其自由度達到了12個，可以自由地執行多種裝配任務，比如涂覆密封劑、搬運、檢測等，極大減輕工人壓力；系統還集成了3對立體攝像頭監測系統和帶緩沖層的觸覺傳感器，能夠感知并避免任何碰撞，進一步提升安全性。空客在“未來裝配”計劃中與安川電機合作，利用其HIRO雙臂擬人機器人來執行A380方向舵梁的人機協作裝配，實施抓取、插入和預裝鉚釘等鉚接任務，成為歐洲工業中首個與人類并肩工作的擬人機器人，讓人機協作看起來更具人工智能，這種機器人目前擴展到了A350平尾翼盒裝配線。

ominRob機器人（庫卡公司圖片）

HIRO機器人輔助A380方向舵梁裝配（歐洲空客公司圖片）