研究課題
十四五”元年航天軍工發展
將進入黃金時代航天總裝產能需求大幅增加
“十四五”期間國際環境形勢復雜多變，我國航天裝備產能需求大幅增加，總裝作為航天裝備制造的關鍵環節，占全部工作量的40%以上，航空部件的裝配，種類繁多、工序復雜、專業性強。且航天裝備由于高穩定性、高精度、高安全性等特點，對裝配有著極高的工藝要求與技術要求。
目前我國總裝生產過程大部分采用手工模式裝配，總裝過程對操作人員技能要求較高，手工工作量大，工人勞動強度高，安裝裝配周期長，而且較容易出現碰撞損傷和返工現象，產品質量不易保證，生產效率提升困難，延續當前的生產制造模式遠遠不能滿足航天裝備總裝生產需求。
如何穩定、高速、高效、高安全性的完成航天裝配成為目前航天航空領域迫切需要研究的課題，中科深谷公司作為助力科技發展的協創者，參與社會多個行業的發展，包括農業智能采摘、智能康養醫療、智能巡檢、智能制造等一應覆蓋。
而航天航空領域的發展作為中國綜合國力提升的一個重要環節，如何迅速應對這一課題，中科深谷結合多年的積累，深入研究從協作機器人的本體結構、伺服驅動器、總線通訊、控制系統、運動學與動力學算法、柔順控制、3D視覺、融合深度學習算法的3D視覺的開源算法為某航天航空單位實現有人參與以及無人參與的自動化某武器關鍵核心配件的安裝，其中航空航天領域待裝配部件還帶有定位銷，實現精密裝配。
通過本課題的研究，可助力推動航天裝備裝配效率和裝配精度的提高、航天裝備生產制造水平和能力的提升，從而更好地滿足現代戰場對航天裝備快速響應制造能力需求。此外本課題的實施還將有利于推動航天裝備的智能化制造水平，為增強企業的核心制造能力提供重要的技術支撐和保障。
解決方案
視覺、柔順控制和螺絲鎖付技術
及精密裝配的應用探索
面向航天航空領域總裝力控柔性裝配任務的雙臂協作精密裝配機器人系統，目前可實現批量、重復、工藝過程相對較簡單的工作進行自動化替代，提高生產效率以及裝配質量。其總體機械結構如下：
雙臂協作精密裝配機器人系統，主要解決三大部分問題：航空航天領域待裝配部件的精準識別和抓取、安裝基座的精確識別和航空航天領域待裝配部件的柔性安裝、螺絲孔的精準識別和螺絲的精準鎖付。
機械結構組成
視覺 + 斜坡平臺實現精準抓取
通過搭載精密緊湊型12kg帶六維力傳感器的協作機器人、3D視覺智能相機進行抓取待裝配的航空航天領域待裝配部件，把航空航天領域待裝配部件放到二次定位斜坡平臺進行二次定位，確保夾爪和航空航天領域待裝配部件的相對位置是一致的。直線運動平臺帶動機械臂，移動到裝配端，利用3D相機進行安裝基座位姿識別，實現航空航天領域待裝配部件的精準定位抓取放置。
視覺 + 六維力傳感器實現柔性控制安裝
機械臂末端配置工業級力覺傳感器，提供恒力、法向跟蹤和速度模式等多種力控解決方案，碰撞檢測最高精度可達10N，恒力跟蹤最高精度可達1N；配合改進阻抗算法，在關節力矩環加以前饋，使機械臂具有良好的通用性與柔順性；航空航天領域待裝配部件安裝過程中，當航空航天領域待裝配部件與定位銷接觸后，利用六維力傳感器，可以將航空航天領域待裝配部件很柔順地裝配到基座上。
視覺 + 智能電批實現螺絲的精準鎖付
利用3D視覺對螺絲孔拍照，利用3D點云匹配算法，實現有效識別與定位。智能電批采用帶扭矩控制、轉動圈數控制、轉速控制、滑牙和入牙檢測等功能，帶有雙氣缸結構，第一個氣缸用于夾取墊片和螺絲，第二個氣缸用于擰螺絲時能推動擰螺絲部件實現進給，即跟隨螺絲的擰入而同步運動。
雙機械臂皆采用模塊化設計，分別負責抓取、放置和擰螺釘，每臺機械臂帶有獨立的視覺系統，減少耦合，更加穩定可靠，更容易維護和升級，采用輕量化、小型化、高精度的帶力控的機械臂系統，對螺釘槍進行定制，這樣質量更輕，能用更小負載的機器人；機械臂重復定位精度可達0.03mm。
（機械臂1：利用3D視覺+斜坡平臺+力控，完成航空航天領域待裝配部件航空航天領域待裝配部件的精準抓取和柔性安裝放置；機械臂2：利用3D視覺 + 智能電批，完成精準取釘和螺絲鎖付操作。）工控機總控軟件實現現場設備檢測與控制開發配套計算機總控軟件，對整個流程、任務進行設定和管理；作業過程、機械臂的運動參數、視覺圖像、力傳感器的數據、擰螺絲的參數等都能采集和記錄。
中科深谷智能雙臂協作裝配機器人系統
助力航空航天領域待裝配部件實現自動化裝配
智能雙臂協作精密裝配機器人系統實現高精尖武器的航空航天領域待裝配部件自動裝配，進行一些關鍵航空航天領域待裝配部件裝配的自動化代替，提高生產效率以及安裝質量；助力解決人工手動安裝的批量、重復性、繁重操作問題，將更多的工人從產線解放出來，參與其他更重要的工作任務。節約人工、節省裝備時間，實現航空航天裝備成本的進一步降低，推動武器的生產工藝向智能化的轉型。
從項目的方案設計、項目執行、交付，中科深谷團隊成員表現出的專業及敬業精神是此次項目成功的重要原因，未來會持續保持與中科深谷的合作，一起為航空航天領域裝備智能化發展貢獻力量。
--客戶評價
未來展望
深谷智能助力人類美好生活
人們都希望在更加舒適·安心·健康·智能的社會中生活。抱著這樣的憧憬，中科深谷努力解決社會所面臨的各種難題，包括新能源汽車插充電槍自動充電、手術機器人的控制系統設計及其融合3D視覺進行精準定位的手術系統、移動機械臂視覺和力控精密上下料等場景，提供更多應用場景的智能機器人，同時持續推進與物聯網平臺的融合，去實現人們所向往的“美好”。