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从手工制造到自动化“智造”,智能生产线年产240颗卫星

从手工制造到自动化“智造”,智能生产线年产240颗卫星
2021-04-13 08:34:46 来源:科技日报
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近年,以美国SpaceX公司“星链”星座为代表的大规模低轨宽带卫星星座项目,颠覆了人们对于传统卫星生产模式的认识。卫星智能制造生产线,成为了卫星研制的发展新方向。

记者从中国航天科工集团有限公司二院空间工程公司了解到,由该公司研制的我国首条批产卫星智能生产线,近日已完成设计、生产及安装工作,正式转入现场试运行阶段。其设计产能目标为年产240颗以上小卫星,并能实现批量定制化生产。

从手工制造到自动化“智造”

“卫星从原材料出库到整星检验合格入库,需经历舱板级部装、卫星总装、整星电性能测试等十余道工序。”空间工程公司智造之星党员突击队队长刘峰说,如果关键工艺环节全部由机器来替代,生产效率能提高40%以上。

然而从单件小批量手工制造到高度自动化“智造”,并没有那么容易。卫星是典型的复杂机电产品,装配工序多、工艺流程复杂,还要重点考量工艺的集成性与兼容性。批生产工艺流程规划是首先要解决的问题。

为了把以手工为主的卫星传统生产模式,转化为精益化、自动化、协同化的流水线式生产模式,研制人员吃透了传统装配过程中的每一道工序和工艺流程,逐一进行优化,再将优化后的工序串联起来,形成完整的新型批产工艺流程,此后还多次开展分析优化。

突击队员马赫介绍说,经过多轮方案迭代,最终的流程能在保证卫星装配测试过程满足技术要求前提下,确保年产240颗以上小卫星的设计产能目标。

既能批产也能定制

在实现批产的同时,该生产线还能实现“私人定制”。

不同型号、不同规格卫星的构型、尺寸、重量均存在较大差异。为了让“硬邦邦”的设备对卫星“来者不拒”,研制人员借助精密运动机构,给设备装上了“四肢”,工位尺寸也实现动态可调,不同尺寸、重量的零件柔性夹持和高精度装配都不在话下。

在生产过程中,设备会根据条码确定卫星类型和工艺要求,自主调用控制程序,数据分析及执行结果也会实时反馈至生产线管控终端。不仅生产过程实现由人驱动向数据驱动的转变,也使卫星批量定制化生产成为现实。

为了提升生产线智能化程度,研制人员开展了多项技术攻关。

部总装是卫星生产中至关重要的环节。针对部总装工位存在自动感知能力欠缺,无法有效检测和避免装配过程中零部件相互碰撞的问题,研制人员在机械手和末端执行机构上增加了力传感器,确保安装过程中零部件与舱板不会发生挤压;并在装配过程中用相机对干涉风险区域拍照,通过图像比对提前发现碰撞风险。此外,相机的视觉补偿还能提高装配的定位精度。

成功试运行是生产线建设的重要节点。目前,智造之星党员突击队正全心投入在试运行工作中,为早日形成卫星规模化智能生产能力贡献力量。(陈静 记者 付毅飞)

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