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在整個制孔單元的優化過程中是相當重要的一個環節，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，采用制孔區域B與產品預裝配區域A并排獨立設置，制孔區域上下分布兩條軌道，每條軌道布置2臺制孔機器人系統，制孔機器人系統由庫卡系列機器人和末端執行器組成，飛機產品在A區完成預裝配后由物流系統抬起裝配工裝輸送至B區進行制孔作業，完成一側制孔后，再由物流系統抬起工裝輸送至C區進行旋轉動作，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需求，因此物流系統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，避免作業時故障的發生;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與預裝配區設置固定立柱，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域并放置在該區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.