揭秘成都火箭制造“數字工廠” 效率提升25-3倍還能增加新能源車續航裡程

 2024-01-22 次 

　　揭秘成都火箭制造“數字工廠” 效率提升25-3倍還能增加新能源車續航裡程去年10月26日，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭成功發射，“托舉”3名航天員奔赴“天宮”。從神舟飛天、夸父追日到墨子傳信，在一場場逐夢太空、叩問蒼穹的旅途中，“成都造”已成為中國航天產業中的重要一環。

　　一枚火箭從點火升空到完成“送客”的過程背后，是產品制造技術、工藝攻關、部件研制的幾十個春秋。在成都，航天裝備智造企業如何發力？又有哪些新成果？近日，記者探訪四川航天長征裝備制造有限公司（以下簡稱“四川航天長征”），看這一全國性現役運載火箭協作配套基地，如何應用“數字工廠”加快打造航天裝備智造企業。

　　一枚火箭從點火升空到完成“送客”的過程，僅需要花費數十分鐘﹔但其背后，卻是產品制造技術、工藝攻關、部件研制的幾十個春秋。

　　在四川航天長征的制造工廠，車間裡攪拌摩擦焊智能機器人巨大的焊接臂在空中移動、旋轉，最后對准箱體之間的縫隙，進行旋轉焊接。在攪拌頭緩緩“離開”貯箱后，那個焊縫也不見了蹤影。

　　“攪拌摩擦焊是利用高速旋轉的攪拌頭與工件摩擦產生熱量，使工件融合在一起，完成焊接开云网址。”四川航天長征研發中心主任陳勇告訴記者，攪拌摩擦焊設備在航天裝備制造領域發揮著至關重要的作用，是運載火箭貯箱制造的核心裝備。

　　幾年前，公司的焊接設備生產能力已難以滿足日益增多的科研生產任務，缺乏可靠的外協資源。這一條“焊縫”，成為了團隊亟須攻關的難題之一。

　　“那時候，我們研發中心裡既有研究裝備集成的，又有搞工藝開發的，2020年，一起申報了上述機器人的研究課題。”陳勇回憶，從載體選型配置、集成技術研究、到焊接軌跡跟蹤技術研究……項目組歷時兩年多的艱辛和努力，課題終於成功完成。

　　據了解，該機器人除了能運用於航天領域外，還可在軌道交通、汽車生產、通訊設備、船舶等行業領域具有廣泛的應用前景。

　　“比如，從前新能源汽車的電池盒在遭受到嚴重撞擊時會裂開，因為焊接處是弱區。依托上述機器人，就可以在板材相同厚度的情況下，達到更高的強度﹔或者在板材相同強度的情況下，減少板材的厚度，這就擴大了電池盒的容積，增加新能源汽車的續航裡程，可以緩解不少新能源汽車使用者的續航焦慮。”陳勇向記者介紹，目前，他們正在將該項技術進一步推廣應用。

　　上述機器人的研發和推廣，僅是四川航天長征數字化裝備制造的縮影。“目前，上述機器人已裝備在數字化工廠裡進行使用，焊縫的自動跟蹤、焊接頂鍛力、主軸轉速等要素，我們都能通過系統直接控制並且執行，還能得到實時反饋。”

　　跟傳統生產方式相比，數字化工廠有何優勢？陳勇提到，“在工藝設計環節中，以往拿到火箭零部件生產任務后，我們就會進行工藝規程的設計，然后交給工人去生產制造。但這種方式對工人的工藝技術有很高的要求，往往成功率不高。”

　　在數字化工廠中，“工藝模擬”就成了關鍵環節。“現在，在火箭零部件生產之前，我們會用CAD等軟件編寫數控程序、進行切削仿真等程序，然后在軟件上將生產過程全部模擬‘跑’一遍，以確保真實生產中的成功率。”他介紹，與傳統生產方式相比，數字化工廠進一步減少了試錯的環節和成本，提高了火箭等零部件生產的效率。

　　“經過工藝優化、整體系統規劃等環節，在2021年9月時开云网址，數字化銑削單元開始試運行，目前已經運行兩年了﹔去年3月份，數字化車削單元也開始投入試運行。其中，數字化銑削單元已經上線加工過的產品有100多種，目前還沒有出現過下線產品不合格的情況﹔同時還能實現24小時無人生產、加工、整理等，與人工生產相比开云网址，生產效率提高了2.5-3倍。”陳勇表示。

　　在陳勇看來，隨著智能制造技術的發展，如何將諸如增材制造、機器人等眾多先進制造技術融入到航天裝備制造過程，提升生產效能，成為了現代航天高科技企業尋求高質量發展的重要探索方向。

　　陳勇透露，“未來，我們將把柔性化理念深度融入航天裝備研制生產的全過程價值鏈中，充分應用先進制造技術和智能化技術，分層分級逐步構建具備航天裝備制造特色的柔性裝備、柔性單元和產線、柔性工廠。”