近年，以美國(guó)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(xiàng)目，顛覆了人們對(duì)于傳統(tǒng)衛(wèi)星生產(chǎn)模式的認(rèn)識(shí)。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(guó)航天科工集團(tuán)有限公司二院空間工程公司了解到，由該公司研制的我國(guó)首條批產(chǎn)衛(wèi)星智能生產(chǎn)線，近日已完成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及安裝工作，正式轉(zhuǎn)入現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行階段。其設(shè)計(jì)產(chǎn)能目標(biāo)為年產(chǎn)240顆以上小衛(wèi)星，并能實(shí)現(xiàn)批量定制化生產(chǎn)。

從手工制造到自動(dòng)化“智造”

“衛(wèi)星從原材料出庫(kù)到整星檢驗(yàn)合格入庫(kù)，需經(jīng)歷艙板級(jí)部裝、衛(wèi)星總裝、整星電性能測(cè)試等十余道工序。”空間工程公司智造之星黨員突擊隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)劉峰說(shuō)，如果關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)全部由機(jī)器來(lái)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(dòng)化“智造”，并沒(méi)有那么容易。衛(wèi)星是典型的復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品，裝配工序多、工藝流程復(fù)雜，還要重點(diǎn)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(wèn)題。

為了把以手工為主的衛(wèi)星傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)化為精益化、自動(dòng)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(guò)程中的每一道工序和工藝流程，逐一進(jìn)行優(yōu)化，再將優(yōu)化后的工序串聯(lián)起來(lái)，形成完整的新型批產(chǎn)工藝流程，此后還多次開(kāi)展分析優(yōu)化。

突擊隊(duì)員馬赫介紹說(shuō)，經(jīng)過(guò)多輪方案迭代，最終的流程能在保證衛(wèi)星裝配測(cè)試過(guò)程滿足技術(shù)要求的前提下，確保年產(chǎn)240顆以上小衛(wèi)星的設(shè)計(jì)產(chǎn)能目標(biāo)。

既能批產(chǎn)也能定制

在實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)的同時(shí)，該生產(chǎn)線還能實(shí)現(xiàn)“私人定制”。

不同型號(hào)、不同規(guī)格衛(wèi)星的構(gòu)型、尺寸、重量均存在較大差異。為了讓“硬邦邦”的設(shè)備對(duì)衛(wèi)星“來(lái)者不拒”，研制人員借助精密運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，給設(shè)備裝上了“四肢”，工位尺寸也實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可調(diào)，不同尺寸、重量的零件柔性?shī)A持和高精度裝配都不在話下。

在生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備會(huì)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(jié)果也會(huì)實(shí)時(shí)反饋至生產(chǎn)線管控終端。不僅生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)由人驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，也使衛(wèi)星批量定制化生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。

為了提升生產(chǎn)線智能化程度，研制人員開(kāi)展了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)。

部總裝是衛(wèi)星生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。針對(duì)部總裝工位存在自動(dòng)感知能力欠缺，無(wú)法有效檢測(cè)和避免裝配過(guò)程中零部件相互碰撞的問(wèn)題，研制人員在機(jī)械手和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)上增加了力傳感器，確保安裝過(guò)程中零部件與艙板不會(huì)發(fā)生擠壓;并在裝配過(guò)程中用相機(jī)對(duì)干涉風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域拍照，通過(guò)圖像比對(duì)提前發(fā)現(xiàn)碰撞風(fēng)險(xiǎn)。此外，相機(jī)的視覺(jué)補(bǔ)償還能提高裝配的定位精度。

成功試運(yùn)行是生產(chǎn)線建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)。目前，智造之星黨員突擊隊(duì)正全心投入在試運(yùn)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(xiàn)力量。