揭秘成都火箭制造“数字工厂” 效率提升25-3倍 还能增加新能源车续航里程
2024-01-19 次
揭秘成都火箭制造“数字工厂” 效率提升25-3倍 还能增加新能源车续航里程去年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭成功发射,“托举”3名航天员奔赴“天宫”。从神舟飞天、夸父追日到墨子传信,在一场场逐梦太空、叩问苍穹的旅途中,“成都造”已成为中国航天产业中的重要一环。
一枚火箭从点火升空到完成“送客”的过程背后,是产品制造技术、工艺攻关、部件研制的几十个春秋。在成都开云网址,航天装备智造企业如何发力?又有哪些新成果?近日,记者探访四川航天长征装备制造有限公司(以下简称“四川航天长征”),看这一全国性现役运载火箭协作配套基地,如何应用“数字工厂”加快打造航天装备智造企业。
一枚火箭从点火升空到完成“送客”的过程,仅需要花费数十分钟;但其背后,却是产品制造技术、工艺攻关、部件研制的几十个春秋。
在四川航天长征的制造工厂,车间里搅拌摩擦焊智能机器人巨大的焊接臂在空中移动、旋转,最后对准箱体之间的缝隙,进行旋转焊接。在搅拌头缓缓“离开”贮箱后,那个焊缝也不见了踪影。
“搅拌摩擦焊是利用高速旋转的搅拌头与工件摩擦产生热量,使工件融合在一起,完成焊接。”四川航天长征研发中心主任陈勇告诉记者,搅拌摩擦焊设备在航天装备制造领域发挥着至关重要的作用,是运载火箭贮箱制造的核心装备。
几年前,公司的焊接设备生产能力已难以满足日益增多的科研生产任务,缺乏可靠的外协资源。这一条“焊缝”,成为了团队亟须攻关的难题之一。
“那时候,我们研发中心里既有研究装备集成的,又有搞工艺开发的,2020年,一起申报了上述机器人的研究课题。”陈勇回忆,从载体选型配置、集成技术研究、到焊接轨迹跟踪技术研究……项目组历时两年多的艰辛和努力,课题终于成功完成。
据了解,该机器人除了能运用于航天领域外,还可在轨道交通、汽车生产、通讯设备、船舶等行业领域具有广泛的应用前景。
“比如,从前新能源汽车的电池盒在遭受到严重撞击时会裂开,因为焊接处是弱区。依托上述机器人,就可以在板材相同厚度的情况下,达到更高的强度;或者在板材相同强度的情况下,减少板材的厚度,这就扩大了电池盒的容积开云网址,增加新能源汽车的续航里程,可以缓解不少新能源汽车使用者的续航焦虑。”陈勇向记者介绍,目前,他们正在将该项技术进一步推广应用。
上述机器人的研发和推广,仅是四川航天长征数字化装备制造的缩影开云网址。“目前,上述机器人已装备在数字化工厂里进行使用,焊缝的自动跟踪、焊接顶锻力、主轴转速等要素,我们都能通过系统直接控制并且执行,还能得到实时反馈。”
跟传统生产方式相比,数字化工厂有何优势?陈勇提到,“在工艺设计环节中,以往拿到火箭零部件生产任务后,我们就会进行工艺规程的设计,然后交给工人去生产制造。但这种方式对工人的工艺技术有很高的要求,往往成功率不高。”
在数字化工厂中,“工艺模拟”就成了关键环节。“现在,在火箭零部件生产之前,我们会用CAD等软件编写数控程序、进行切削仿真等程序,然后在软件上将生产过程全部模拟‘跑’一遍,以确保真实生产中的成功率。”他介绍,与传统生产方式相比,数字化工厂进一步减少了试错的环节和成本,提高了火箭等零部件生产的效率。
“经过工艺优化、整体系统规划等环节,在2021年9月时,数字化铣削单元开始试运行,目前已经运行两年了;去年3月份,数字化车削单元也开始投入试运行。其中,数字化铣削单元已经上线多种,目前还没有出现过下线产品不合格的情况;同时还能实现24小时无人生产、加工、整理等,与人工生产相比,生产效率提高了2.5-3倍。”陈勇表示。
在陈勇看来,随着智能制造技术的发展,如何将诸如增材制造、机器人等众多先进制造技术融入到航天装备制造过程,提升生产效能,成为了现代航天高科技企业寻求高质量发展的重要探索方向。
陈勇透露,“未来,我们将把柔性化理念深度融入航天装备研制生产的全过程价值链中,充分应用先进制造技术和智能化技术,分层分级逐步构建具备航天装备制造特色的柔性装备、柔性单元和产线、柔性工厂。”
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