近日,在被譽為質量界的“奧林匹克”盛會的第48屆國際質量管理小組會議上,529廠智造機器人先鋒小組報送的成果“面向大型星船結構加工的高精度移動式銑削機器人研制”榮獲大賽金獎。這是529廠第二次獲得該項目金獎,標志著該廠在勇攀國際質量高峰的征程上再添佳績。
近年來,我國航天重大專項的穩步推進對大型艙體類航天器構件的數量、尺度、輕質化和精度提出了新需求,其產品尺度與現有制造能力的矛盾已經成為了大型航天器制造的主要瓶頸之一,急需創新性技術裝備及變革性制造模式來解決此類航天器構件的制造難題。為此,529廠基于前期機電一體化、CAD/CAM等核心技術的積累,于2014年組建技術攻關團隊,開啟了機器人化智能制造的新征程。 529廠智能機器人團隊立足于大型航天器制造的迫切需求,積極跟蹤國內外大型構件制造前沿動態,深入調研各類加工裝備及柔性制造系統,提出了基于移動機器人的原位制造系統。經過多輪詳細論證,團隊決定以難度最大的銑削工種作為切入點,圍繞柔性和精度兩大功能需求,制定了高靈活性移動式串聯機器人和高精度移動式混聯機器人的雙向并行研制思路。智能機器人團隊基于前瞻性思維,參與了多個項目的指南編制,圍繞航天器智能制造,先后獲得多家單位課題支持,為企業智能制造技術研發奠定了基礎。 穩扎穩打,開拓智造技術 經過反復研討,團隊從移動式銑削機器人行走、運動、執行、控制四大維度,提煉出15項技術指標。對于大尺度的制造范圍來說,每一項技術指標都是挑戰。為了破除難題,團隊成員集思廣益,聯合辦公,在一輪輪方案迭代中,開拓之路漸漸清晰。 為保證移動式銑削機器人加工精度核心技術指標,團隊融合產保工程師和技能人員組建QC小組,提出多個解決方案,多角度論證選擇并按不同維度進行細化,形成可執行的實施方案。 實施之路并非一帆風順。實驗室中,團隊成員多日來深鎖的眉頭在傳感器綠燈亮起的那一刻不禁展顏;屏幕前,發散的曲線終于在一輪輪迭代中逐一收斂;車間現場,一條條輪廓、一個個深孔、一粒粒切屑都凝結了無數的思索和辛勞。團隊成員憑借穩扎穩打的航天工作作風,研制了國內第一臺移動式銑削機器人,其加工精度對標國際先進水平。 新裝備加工工藝復雜,技能人員存在畏難心理。團隊扎根車間現場深入調研,完善裝備功能,符合工人操作習慣,同時梳理優化操作流程,形成向導式文件,并多次組織一對一操作培訓。 除了解決技能人員的困惑,還需要解決機器人應用本身的難題。在一次次應用驗證中,大家打造并改進工藝裝備,讓機器人在后續的應用中經得住考驗。移動機器人自尋位、與轉臺聯動控制、與激光跟蹤儀數據自動傳輸、雙機器人協作……就是在這一個個單點技術的突破中,移動機器人變得越來越智能、好用。 經歷一次次改進后,移動機器人先后應用于航天器金屬殼體、整星、遮光罩等型號產品的加工,能夠釋放關重設備資源,解決超限產品卡脖子問題,效率高、柔性好,并且在不斷探索新的型號應用;同時,基于機器人技術,團隊助力529廠開展智能制造單元產線建設與改造,有效提高零件組批生產自動化率和生產率,為529廠智能制造之路提供了信心和動力。 有了移動機器人在航天器制造中的成功案例,團隊開始沉淀自我,通過專利、論文等知識產權形式和展會、交流等形式提升自身在智能制造行業中的影響力。在成果積累與轉化的過程中,移動式機器人原位制造技術榮獲世界智能制造十大科技進展、國防科技進步一等獎、機械工業科學技術一等獎、集團公司年度十大技術突破。同時,團隊不斷推動質量管理理念與產品研制的有機融合,連續獲得2022年全國優秀質量管理小組、2023年全國質量信得過班組、2023年國際質量管理小組金獎,并多次參展世界機器人大會,并在多個智能制造論壇中開展大會交流。 在多方推介下,團隊不斷提升研發能力,拓展業務板塊,自主研發移動式機器人裝備及智能制造系統,覆蓋加工、裝配、測量、搬運、噴涂等業務,移動式機器人及其智能制造解決方案已推廣至航空、航天、軌道交通、文物保護等領域。 雖然取得了一定的成績,但目前的成果只是通過移動式機器人邁向航天智能制造的第一步。后續,團隊將開展移動式機器人裝備產品化設計,以低成本、輕量化、高柔性、高可靠性為目標,不斷優化迭代,形成型譜化、系列化產品。同時,以機器人為切入點,針對制造能力薄弱環節開展能力建設,改進工藝裝備,建設不同規模生產單元或生產線,整體提升宇航產品制造能力。