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    緊固件自動化裝配 - 僅僅是初級階段

    發表時間:2020-5-20 9:31:55  作者:三圓  來源:三圓  瀏覽量:2360

    飛機經過了一百多年的發展,已經從懷特兄弟由木材、金屬絲等材料拼接的飛機,發展到了由金屬與復合材料鉚接的現代客機。而且在飛機的組裝過程中,已經越來越注重機器人的使用,在制孔、緊固、密封、涂裝等工藝,機器人因為其更高的精度和無疲勞特性,正在改變飛機的制造方式,并與人類一起共同塑造未來的航空組裝工廠。

    目前航空飛機的大量需求使得各個飛機制造商都大量積壓了很多訂單,為了盡快交付給客戶,需要在生產制造環節提高生產效率,同時還要注意降低制造成本,因此才開始從比較成熟的汽車自動化制造領域尋求靈感,希望籍此縮短交付周期。

    商用飛機的組裝需要使用大量的緊固件,近年來,隨著復合材料的應用增多,盡管緊固件的用量已經有逐漸減少的趨勢,但是對于像波音787這樣的新型客機,緊固件的數量仍然在幾十萬件左右。這其中,鉚釘占了相當多一部分,在大多數情況下,飛機蒙皮與機架結構的固定,都是通過實心鉚釘來實現的。實心鉚釘需要從結構兩側完成安裝,通過氣槍和頂棒將鉚釘擠壓,使其變形膨脹并保持在安裝位置。通常情況下要兩個工人配合完成安裝,如果一人操作的話,需要先將頂棒固定在安裝位置。

    像這類緊固件的安裝,就是自動化最早被應用的地方,但是因為很多結構在最初設計的時候,都是按照人工安裝進行設計的,所以在應用自動化設備時,往往面對很多困難。比如在一些空間受限制的區域,或是零件幾何形狀特殊的情況下,使用自動化設備安裝緊固件,可能存在無法接近安裝位置的問題。

    機器人已經在汽車生產線上使用了幾十年,但是飛機組裝依然在依賴于手工裝配。近年來,航空制造業已經采用了許多汽車行業的大量自動化實踐經驗,例如使用高精度機器人鉆孔和機身上的孔鉚接等。其他關鍵的自動化改進已經在飛機噴涂、復合材料的修整和飛機發動機渦輪葉片的加工中得到了應用。

    機器人技術應用速度慢,我想是離不開航空制造業的嚴格要求,而且從大規模生產角度來說,飛機的產量也遠遠低于汽車。近年來,隨著圖像識別、電子感應技術以及計算機軟件技術的飛速發展,有助于提高機器人組裝的精度,在一些技術含量不高的工位,使用機器人安裝的性能反而優于人類手動安裝。比如,波音777的機身連接使用機器人進行鉚接,這項對于工人來說枯燥無味的工作,對于機器人來說是再適合不過的了。

    在飛機制造過程中,使用機器人進行鉆孔、安裝緊固件,可能僅僅是自動化的初級階段,我想隨著計算機技術的深入發展以及人工智能技術的進步,機器人可以替代人類完成更多的工作,諸如檢測過程、維修處理等工作。

    德國作為世界制造業的超級強國,其提出的工業4.0戰略,可以被看做是定制化智能生產的模型,所以當漢莎技術公司率先為飛機維修開發機器人就不足為奇,它們研發的機器人在高端傳感器的幫助下,可以對發動機部件進行裂縫檢查,用于替代過去人工使用滲透劑進行手工檢查的方法。

    雖然在現代工業中機器人隨處可見,但是可供飛機維修使用的機器人卻幾乎沒有。盡管在研發的過程中需要面對來自軟件編程語言、人機交互方式以及傳感器硬件等多重挑戰,漢莎仍在為各種維修工作尋求自動化解決方案,也許下一個即將誕生的機器人可以用于飛行測試、有毒害材料的處理等等。

    如果機器人可以執行更快速的檢查、更可靠的測試以及更準確的制孔和緊固工作,那么我們人類將何去何從?

    對于嚴格要求的航空制造業,無論是飛機組裝還是維修,使用機器人的目的都是為了讓工人擺脫無聊的、重復性高的任務,并且讓人類更加專注于靈活性更高、創新型更強的工作中去。自動化程度的提高僅僅只是精益制造的一部分,人在這個過程中還需要不斷地對機器人程序進行優化。就像開頭提到的那樣,“人類可以在自己的大腦中想象出現實中不存在的東西”,不停地想象和創造,才是我們不斷進步的動力所在。

    永年河北鋪三圓金屬制品有限公司提出的第一條黃金定律就是:客戶擁有黃金,所以他們才是服務規則的制定者??蛻羰瞧髽I經營中最重要的元素,是企業的衣食父母,對客戶的痛點就是企業發展的動力和努力的方向。解決客戶的痛點,你就能黏住他們,不關心客戶的痛點,客戶就會離你而去,這才是當前很多制造企業所面臨的最大挑戰,也是新模式沖擊老模式、獲得客戶的最大機會。

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