傳統(tǒng)的機器人裝配系統(tǒng)已經被廣泛應用于許多大規(guī)模生產的制造行業(yè)，例如汽車及電子消費產品制造業(yè)。這些機器人裝配系統(tǒng)的設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性部件在搬運和加工過程中都有可能會發(fā)生嚴重的扭曲變形，從而導致其幾何形狀及位置不確定。 組裝大型構件時，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，并且只能進行局部修正。如果采用復雜夾具，雖然可以在一定程度上緩解這一問題，但是卻相應地增加了成本，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研究委員會將其作為一項重要基礎課題，目前，許多核心技術的研究工作已取得了重大進展，其中之一便是一種基于控制的仿真技術。該技術將非接觸測量學、數模技術和機器人末端執(zhí)行器革新技術結合起來，為工業(yè)機器人在某種特定環(huán)境中實現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。所有機器人通過網絡互連，并且可通過Interbus總線系統(tǒng)連接到單元主控制器上，從而實現了機器人的精確同步控制。 該系統(tǒng)目前雖然還主要應用于飛機機身的制造加工，但是此項技術也完全適用于所有在組裝過程中易于變形的結構體。研究小組已經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到裝配公差要求，該技術完全有可能為諸如汽車車身一類的制造加工質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，并在進行試驗評估。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。初步達到規(guī)定位置后，夾具鎖緊，單元系統(tǒng)準備啟動。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，當機身壁板被探測查找到后，控制指令會傳送到程序數據庫，然后機器人會按照所存儲的程序序列完成一系列操作。機器人在進行每一項操作前都要重新掃描機身壁板，確定當前位置與單元系統(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小型軟件模塊，這是機器人與網絡和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)調裝置間的程序調用和信號交換，從而實現先進的機器人末端執(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，從而確保能夠承擔大數量不同部件的搬運工作，并且無需經常更換末端執(zhí)行器。為了實現機身組裝，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量帶來飛躍。