飛機活動翼面自動制孔單元物流技術研究

蔡繼釗 牛博雅

摘 要 本文簡要闡述了一種飛機活動翼面自動制孔單元規(guī)劃方案，并對制孔單元內裝配工裝的三種物流形式進行了詳細分析。

關鍵詞 自動制孔;裝配工裝;物流

引言

近年來，國內新機研制密度大幅度增加，產品裝配車間工作任務及其煩重，為此，國內眾多航空公司建立了飛機自動制孔單元，用于替代人工執(zhí)行飛機裝配連接件的制孔。由于產能需求、廠房用地狀況、裝配工裝結構形式的不同，選擇合適的物流系統(tǒng)在整個制孔單元的優(yōu)化過程中是相當重要的一個環(huán)節(jié)，因此結合外部特征對多種物流形式開展技術研究是非常必要的。

1正文

1.1 活動翼面制孔單元簡介

該制孔單元用于內襟翼、外襟翼、副翼的制孔工作，采用制孔區(qū)域B與產品預裝配區(qū)域A并排獨立設置，制孔區(qū)域上下分布兩條軌道，每條軌道布置2臺制孔機器人系統(tǒng)，制孔機器人系統(tǒng)由庫卡系列機器人和末端執(zhí)行器組成，飛機產品在A區(qū)完成預裝配后由物流系統(tǒng)抬起裝配工裝輸送至B區(qū)進行制孔作業(yè)，完成一側制孔后，再由物流系統(tǒng)抬起工裝輸送至C區(qū)進行旋轉動作，然后原路返回到制孔站位進行另外一側的制孔工作，由于產品上下翼面都有制孔作業(yè)需求，因此物流系統(tǒng)除必須具有線性運輸功能外，還需要具有旋轉功能，從而滿足產品制孔的換面要求，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置兩個步行式牽引裝置和限位插銷，工裝底盤四角設置氣動升降輪組，通過人工操作兩端頭牽引裝置實現工裝的水平、垂直及旋轉動作，牽引設備結構簡單，可以實現1臺N用，因此其擁有極佳的通用性、維保性及可靠性，但是由于牽引運動需要兩位操作工人協(xié)同完成，對工人操作水平要求較高，特別是無法以最小的旋轉半徑進行工裝旋轉運動，將導致工裝在旋轉運動時會占用比較大的空間。

1.3 AGV雙車聯(lián)動物流方案分析

該方案是在工裝兩端頭配備一輛U型AGV車，兩車之間可以進行聯(lián)動，車體凹口內設有升降裝置，移動方式為自動循跡結合遙控器操控，在路徑分叉口則利用相機掃碼進行路徑選擇，AGV雙車同步性好，整個運動過程無須人員介入，全程循跡行進，旋轉運動時可以做到最小旋轉半徑，自動化率非常高，但是AGV車屬于較高技術集成載體，并且升降裝置與工裝結構對接部分較為復雜，因此需要定期對AGV車進行技術維保，避免作業(yè)時故障的發(fā)生;同時U形的車體又限定了工裝的寬度，因此要求制孔單元內工裝寬度尺寸必須一致，如果飛機產品結構尺寸差異很大，將給制孔單元內的工裝結構統(tǒng)一設計帶來較大難度。

1.4 天軌物流方案分析

天軌物流方案是在制孔區(qū)與預裝配區(qū)設置固定立柱，每個立柱上布有2處零點定位器，一個產品預裝及制孔站位需要2個立柱，設計分離式產品定位框置于兩立柱之上，分離框與立柱之間的對合依靠零點定位器，產品的裝配則在分離式定位框內完成，框的上梁有兩處吊點，當產品在預裝站位完成裝配后，松開零點定位器，由廠房上空布置的天軌將攜帶產品的定位框吊到制孔區(qū)域并放置在該區(qū)域固定立柱的零點定位器上，完成一側制孔后，再由天軌將定位框吊到C區(qū)旋轉支架上進行旋轉動作，最后吊回制孔站位完成另外一側的制孔工作。該方案物流通道處于廠房上空，對地面場地需求較少，在廠房高度合適的情況下，可以最大限度節(jié)約廠房空間，但是天軌的布局復雜，在已經完工的廠房內重新布置軌道相對困難，并且多產品柔性改造的空間很小，因此針對產品較為單一。

2結束語

本文通過一種典型的飛機活動翼面制孔單元規(guī)劃，研究分析了三種單元內子工裝的物流形式，剖析了各自的優(yōu)缺點;并針對物流運輸過程中可能出現的工裝傾覆現象推導了驗證公式。為飛機自動制孔單元的物流規(guī)劃提供了指導方向。

參考文獻

[1] 張柁，張園，楊兆林，等.基于軌跡模擬的活動翼面隨動加載技術及應用[J].科學技術與工程，2019，19（18）：324-328.