飛機(jī)活動(dòng)翼面自動(dòng)制孔單元物流技術(shù)研究

蔡繼釗 牛博雅

摘 要 本文簡(jiǎn)要闡述了一種飛機(jī)活動(dòng)翼面自動(dòng)制孔單元規(guī)劃方案，并對(duì)制孔單元內(nèi)裝配工裝的三種物流形式進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞 自動(dòng)制孔;裝配工裝;物流

引言

近年來，國(guó)內(nèi)新機(jī)研制密度大幅度增加，產(chǎn)品裝配車間工作任務(wù)及其煩重，為此，國(guó)內(nèi)眾多航空公司建立了飛機(jī)自動(dòng)制孔單元，用于替代人工執(zhí)行飛機(jī)裝配連接件的制孔。由于產(chǎn)能需求、廠房用地狀況、裝配工裝結(jié)構(gòu)形式的不同，選擇合適的物流系統(tǒng)在整個(gè)制孔單元的優(yōu)化過程中是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此結(jié)合外部特征對(duì)多種物流形式開展技術(shù)研究是非常必要的。

1正文

1.1 活動(dòng)翼面制孔單元簡(jiǎn)介

該制孔單元用于內(nèi)襟翼、外襟翼、副翼的制孔工作，采用制孔區(qū)域B與產(chǎn)品預(yù)裝配區(qū)域A并排獨(dú)立設(shè)置，制孔區(qū)域上下分布兩條軌道，每條軌道布置2臺(tái)制孔機(jī)器人系統(tǒng)，制孔機(jī)器人系統(tǒng)由庫卡系列機(jī)器人和末端執(zhí)行器組成，飛機(jī)產(chǎn)品在A區(qū)完成預(yù)裝配后由物流系統(tǒng)抬起裝配工裝輸送至B區(qū)進(jìn)行制孔作業(yè)，完成一側(cè)制孔后，再由物流系統(tǒng)抬起工裝輸送至C區(qū)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，然后原路返回到制孔站位進(jìn)行另外一側(cè)的制孔工作，由于產(chǎn)品上下翼面都有制孔作業(yè)需求，因此物流系統(tǒng)除必須具有線性運(yùn)輸功能外，還需要具有旋轉(zhuǎn)功能，從而滿足產(chǎn)品制孔的換面要求，制孔單元布局如圖1所示[1]。

圖1 制孔單元布局

1.2 步行牽引式物流方案分析

該方案是在工裝端頭設(shè)置兩個(gè)步行式牽引裝置和限位插銷，工裝底盤四角設(shè)置氣動(dòng)升降輪組，通過人工操作兩端頭牽引裝置實(shí)現(xiàn)工裝的水平、垂直及旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，牽引設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)1臺(tái)N用，因此其擁有極佳的通用性、維保性及可靠性，但是由于牽引運(yùn)動(dòng)需要兩位操作工人協(xié)同完成，對(duì)工人操作水平要求較高，特別是無法以最小的旋轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行工裝旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將導(dǎo)致工裝在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)占用比較大的空間。

1.3 AGV雙車聯(lián)動(dòng)物流方案分析

該方案是在工裝兩端頭配備一輛U型AGV車，兩車之間可以進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，車體凹口內(nèi)設(shè)有升降裝置，移動(dòng)方式為自動(dòng)循跡結(jié)合遙控器操控，在路徑分叉口則利用相機(jī)掃碼進(jìn)行路徑選擇，AGV雙車同步性好，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程無須人員介入，全程循跡行進(jìn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以做到最小旋轉(zhuǎn)半徑，自動(dòng)化率非常高，但是AGV車屬于較高技術(shù)集成載體，并且升降裝置與工裝結(jié)構(gòu)對(duì)接部分較為復(fù)雜，因此需要定期對(duì)AGV車進(jìn)行技術(shù)維保，避免作業(yè)時(shí)故障的發(fā)生;同時(shí)U形的車體又限定了工裝的寬度，因此要求制孔單元內(nèi)工裝寬度尺寸必須一致，如果飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸差異很大，將給制孔單元內(nèi)的工裝結(jié)構(gòu)統(tǒng)一設(shè)計(jì)帶來較大難度。

1.4 天軌物流方案分析

天軌物流方案是在制孔區(qū)與預(yù)裝配區(qū)設(shè)置固定立柱，每個(gè)立柱上布有2處零點(diǎn)定位器，一個(gè)產(chǎn)品預(yù)裝及制孔站位需要2個(gè)立柱，設(shè)計(jì)分離式產(chǎn)品定位框置于兩立柱之上，分離框與立柱之間的對(duì)合依靠零點(diǎn)定位器，產(chǎn)品的裝配則在分離式定位框內(nèi)完成，框的上梁有兩處吊點(diǎn)，當(dāng)產(chǎn)品在預(yù)裝站位完成裝配后，松開零點(diǎn)定位器，由廠房上空布置的天軌將攜帶產(chǎn)品的定位框吊到制孔區(qū)域并放置在該區(qū)域固定立柱的零點(diǎn)定位器上，完成一側(cè)制孔后，再由天軌將定位框吊到C區(qū)旋轉(zhuǎn)支架上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，最后吊回制孔站位完成另外一側(cè)的制孔工作。該方案物流通道處于廠房上空，對(duì)地面場(chǎng)地需求較少，在廠房高度合適的情況下，可以最大限度節(jié)約廠房空間，但是天軌的布局復(fù)雜，在已經(jīng)完工的廠房?jī)?nèi)重新布置軌道相對(duì)困難，并且多產(chǎn)品柔性改造的空間很小，因此針對(duì)產(chǎn)品較為單一。

2結(jié)束語

本文通過一種典型的飛機(jī)活動(dòng)翼面制孔單元規(guī)劃，研究分析了三種單元內(nèi)子工裝的物流形式，剖析了各自的優(yōu)缺點(diǎn);并針對(duì)物流運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)的工裝傾覆現(xiàn)象推導(dǎo)了驗(yàn)證公式。為飛機(jī)自動(dòng)制孔單元的物流規(guī)劃提供了指導(dǎo)方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 張柁，張園，楊兆林，等.基于軌跡模擬的活動(dòng)翼面隨動(dòng)加載技術(shù)及應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2019，19（18）：324-328.