基于感知技術的飛機活動翼面生產線建設研究

蔡繼釗 趙成

摘 要 本文簡要闡述了一種飛機活動翼面生產線方案，并對線內裝配工裝的自主感知移動、行跡路線規劃以及制孔機器人自主識別工裝的方法進行了分析。

關鍵詞 自主感知;行跡路線;識別

引言

隨著國家對航空技術重視度的不斷加大，新機研制任務進入了機型種類多、設計制造周期短的時期，這導致原有的生產資源已經遠遠跟不上研制任務的進展，因此國內各大航空公司紛紛建立了飛機部件裝配生產線，利用制孔機器人替代人工制孔，從而解放勞動力，提高資源利用率，這些裝配生產線的形式主要有移動制孔機器人式和移動工裝式;本文以最常見的移動工裝式為例，進行飛機活動翼面生產線建設研究。

傳統生產線普遍存在以下幾種問題：

⑴ 移動路徑規劃不合理，經常出現產品放置架及辦公柜用地侵占移動區域的情況，導致需要人工臨時挪移放置架和辦公柜，特別是生產節拍發生改變（架外工作、產品缺件等問題）的時候問題將會更加突出，甚至會出現由于某一產品正在進行架外工作而使得其他等待制孔的產品無法進行作業的情況，極大地增加了人工負擔，影響了生產效率。

⑵ 移動過程人工干預過多，工裝的移動大部分為人工牽引形式，需要2個以上操作人員進行拖動，不利于提高資源利用率。

⑶ 制孔機器人無法自動進行工裝識別，針對不同產品制孔，需人工調取制孔程序進行作業，易發生程序錯用造成產品報廢，因此傳統生產線制孔工序增加了效驗環節，制孔準備時間延長較多，不利于生產效率的提升。

生產線內裝配工裝能夠自主感知移動，行跡路線合理并且制孔機器人能夠自動識別裝配工裝，這將會極大提高生產效率，因此，針對基于感知技術的飛機活動翼面生產線建設開展研究是非常必要。

1正文

1.1 活動翼面生產線職能簡介

該生產線用于民機活動翼面產品裝配，將滿足10臺工裝同時進行產品骨架裝配以及架外工作任務，并能夠對其中任意2臺工裝開展自動制孔作業，線內工裝具備較高自主感知移動功能，制孔機器人能夠自主識別工裝種類從而調取對應產品的制孔程序[1]。

1.2 工裝自主感知移動技術分析

工裝采用AGV車托運模式，工裝兩端頭各設置有一輛AGV車，車體增加視覺導航設備，工裝移動操作分為手動與自導引兩種模式，手動模式采用遙控器操作實現全向運動，自導引模式在遙控器上進行選擇切換，通過視覺導航來完成，導引精度≤10mm。視覺導航設備自動導向方式為在行駛路徑上涂刷與地面顏色反差大的油漆或粘貼顏色反差大的色帶，在工裝上安裝有攝圖傳感器將不斷拍攝的圖片與存儲圖片進行對比，偏移量信號輸出給驅動控制系統，控制系統經過計算糾正型架的行走方向，實現工裝的自主導航。視覺色帶導航定位精確，靈活性比較好，改變或擴充路徑也較容易，路徑鋪設也相對簡單，導引原理同樣簡單而可靠，便于控制通訊，對聲光無干擾。在位置點通過二維碼定位，得到當前的位置信息，用于控制型架走向與動作執行（拐彎、直行、停止等），從而使得工裝具備自主感知移動功能。

1.3 工裝行跡路線規劃分析

兩套制孔設備位于生產線左側，10臺裝配工裝分為4列按照3-3-2-2進行排列，每臺工裝骨架裝配站位固定不變，由AGV車按照循跡線托運至制孔站位;所有循跡線交叉口處設有二維碼，供抉擇下一步行進路線;工裝附近設有產品架下補加工專用區域，同時在某些極特殊時刻（一側制孔設備故障），需要工裝從藍色區域平移運動時，可以通過挪移置物柜等來完成運動場地的清空;每臺工裝能夠實現自由出入，并任意選擇制孔站位，不受制孔設備損壞、產品架外工作任務以及辦公放置柜等因素的影響，如圖1。

1.4 工裝自主識別技術分析

每臺工裝在制孔設備找正孔附近設置有二維碼，機器人自動制孔設備末端執行器上增加解碼相機，通過讀取二維碼內信息判斷即將進行制孔作業的工裝裝配哪種產品，繼而調出正確的制孔程序，同時操作電腦上顯示出工裝相關信息，例如：尺寸、重量、名稱、設計人員、校對人員、工裝特點、易發生問題的制孔區域等信息，從而給予機器人自動制孔單元操作人員最大的信息支持;既避免了以往的效驗環節，提高了生產效率;又能夠實現產品精益化裝配，提升產品裝配質量。

2結束語

本文通過一種飛機活動翼面裝配生產線規劃并結合傳統生產線所出現的問題，研究分析了三種常見問題的解決方案;為飛機裝配生產線提供了新的設計思路和方向。

參考文獻

[1] 常家輝，祁萌，李良琦.裝配機器人在國外國防領域的應用進展[J].國防制造技術，2018（4）：10-19.