近年，以美國SpaceX公司“星鏈”星座為代表的大規(guī)模低軌寬帶衛(wèi)星星座項目，顛覆了人們對于傳統(tǒng)衛(wèi)星生產(chǎn)模式的認識。衛(wèi)星智能制造生產(chǎn)線，成為了衛(wèi)星研制的發(fā)展新方向。
記者從中國航天科工集團有限公司二院空間工程公司了解到，由該公司研制的我國首條批產(chǎn)衛(wèi)星智能生產(chǎn)線，近日已完成設計、生產(chǎn)及安裝工作，正式轉入現(xiàn)場試運行階段。其設計產(chǎn)能目標為年產(chǎn)240顆以上小衛(wèi)星，并能實現(xiàn)批量定制化生產(chǎn)。
從手工制造到自動化“智造”
“衛(wèi)星從原材料出庫到整星檢驗合格入庫，需經(jīng)歷艙板級部裝、衛(wèi)星總裝、整星電性能測試等十余道工序。”空間工程公司智造之星黨員突擊隊隊長劉峰說，如果關鍵工藝環(huán)節(jié)全部由機器來替代，生產(chǎn)效率能提高40%以上。
然而從單件小批量手工制造到高度自動化“智造”，并沒有那么容易。衛(wèi)星是典型的復雜機電產(chǎn)品，裝配工序多、工藝流程復雜，還要重點考量工藝的集成性與兼容性。批生產(chǎn)工藝流程規(guī)劃是首先要解決的問題。
為了把以手工為主的衛(wèi)星傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，轉化為精益化、自動化、協(xié)同化的流水線式生產(chǎn)模式，研制人員吃透了傳統(tǒng)裝配過程中的每一道工序和工藝流程，逐一進行優(yōu)化，再將優(yōu)化后的工序串聯(lián)起來，形成完整的新型批產(chǎn)工藝流程，此后還多次開展分析優(yōu)化。
突擊隊員馬赫介紹說，經(jīng)過多輪方案迭代，最終的流程能在保證衛(wèi)星裝配測試過程滿足技術要求的前提下，確保年產(chǎn)240顆以上小衛(wèi)星的設計產(chǎn)能目標。
既能批產(chǎn)也能定制
在實現(xiàn)批產(chǎn)的同時，該生產(chǎn)線還能實現(xiàn)“私人定制”。
不同型號、不同規(guī)格衛(wèi)星的構型、尺寸、重量均存在較大差異。為了讓“硬邦邦”的設備對衛(wèi)星“來者不拒”，研制人員借助精密運動機構，給設備裝上了“四肢”，工位尺寸也實現(xiàn)動態(tài)可調(diào)，不同尺寸、重量的零件柔性夾持和高精度裝配都不在話下。
在生產(chǎn)過程中，設備會根據(jù)條碼確定衛(wèi)星類型和工藝要求，自主調(diào)用控制程序，數(shù)據(jù)分析及執(zhí)行結果也會實時反饋至生產(chǎn)線管控終端。不僅生產(chǎn)過程實現(xiàn)由人驅動向數(shù)據(jù)驅動的轉變，也使衛(wèi)星批量定制化生產(chǎn)成為現(xiàn)實。
為了提升生產(chǎn)線智能化程度，研制人員開展了多項技術攻關。
部總裝是衛(wèi)星生產(chǎn)中至關重要的環(huán)節(jié)。針對部總裝工位存在自動感知能力欠缺，無法有效檢測和避免裝配過程中零部件相互碰撞的問題，研制人員在機械手和末端執(zhí)行機構上增加了力傳感器，確保安裝過程中零部件與艙板不會發(fā)生擠壓;并在裝配過程中用相機對干涉風險區(qū)域拍照，通過圖像比對提前發(fā)現(xiàn)碰撞風險。此外，相機的視覺補償還能提高裝配的定位精度。
成功試運行是生產(chǎn)線建設的重要節(jié)點。目前，智造之星黨員突擊隊正全心投入在試運行工作中，為早日形成衛(wèi)星規(guī)模化智能生產(chǎn)能力貢獻力量。(陳靜 付毅飛)
