楊興旺，吳義勇

（貴州航天控制技術有限公司，貴州 貴陽 550009）

電液伺服機構是導彈上的關鍵分系統(tǒng)之一，其技術先進性和性能穩(wěn)定性直接影響導彈的總體性能。裝配環(huán)節(jié)為電液伺服機構重要的關鍵管控節(jié)點之一，其存在裝配工序復雜、裝配周期長等特點，裝配質量的好壞也直接影響產品最終生產質量水平，以目前電液伺服機構裝配過程主要以人工操作為主，生產過程工藝流程、質量檢測和記錄以人工操作模式，已越來越難以滿足導彈技術的發(fā)展配套需要及管控要求等，為此必須提升現有的生產手段，逐步推進智能撓性生產線建設。

1 現有生產線存在的主要問題

現有生產線存在的問題主要表現如下：

(1)裝配工藝方法主要為手工操作，操作效率低，人員勞動強度大，操作安全風險難以管控。

（2）操作工藝實現方法單一，難以保證產品精益裝調需求，對進一步提升產品裝配質量存在較大瓶頸。

（3）檢測手段落后，主要靠目視檢測或手工進行檢測，檢測結果一致性水平難以保證。

（4）生產流程信息可追溯性差，產品質量跟蹤追溯困難，對于質量問題的解決和預防存在較大困難。

上述問題已嚴重影響了電液伺服機構配套能力，因此開展項目研究，實現電液伺服機構裝配過程柔性裝配與信息化管控，是解決電液伺服機構配套能力的有效手段。

2 智能柔性裝配及信息化的解決措施

2.1 智能柔性裝配單元設計

由于伺服機構產品裝配過程特殊性，對產品裝配過程中需要滿足多型號產品柔性換裝、多批次產品柔性管控、多裝配任務柔性組合生產等需求，伺服機構智能柔性裝配技術方案從物料智能管控，裝配操作柔性工位設計，物料通過輸送線在線柔性配送至各裝配工位或智能貨架的基本思路進行設計，保證產品裝配過程中根據工步裝配需求柔性進行物料流轉等需求，以便于產品型號、組件裝配任務換裝時柔性快速換線裝配等需求。

智能撓性裝配單元主要智能管控平臺為核心，將智能貨架、線體、柔性裝配工位、物料科學地進行分配，組成閉環(huán)管理。每部分主要功能如下：

（1）智能貨架。實現基于多型號、多零組件等裝配物料實時感知管控技術，為產品裝配過程物料智能配送、裝配流程信息化管控等提供基礎信息支撐。

（2）線體。在智能單元運行過程中，基于工步的物料資源需求隨著任務轉換、裝配狀態(tài)變換等不斷提出流轉需求，進行基于智能貨架和柔性裝配工位間滾筒輸送線設計，實現物料在智能貨架與柔性裝配工位間柔性快速配送，以滿足混流狀態(tài)下的產品裝配和緩存需求等。

（3）柔性裝配工位。產品的最終裝配結果主要還是以人工操作或干預下完成，通過在線操作、人機交互操作等設計，降低物料運轉頻次，提高操作可靠性等。

在智能柔性裝配單元工作過程中，其工作流程如圖1。

圖1 柔性裝配單元工作流程圖

2.2 智能柔性裝配單元工程應用

伺服機構產品是典型的機、電、液一體化產品，產品裝配過程主要以機械裝配為主，裝配工藝方法主要涉及熱裝、旋擰、壓接等，裝配過程中進行組件開啟壓力和整機耐壓檢測等，伺服機構典型主要裝配工藝流程如圖2。

圖2 伺服機構典型裝配工藝流程圖

由于伺服機構產品裝配工藝流程煩瑣，工藝流程執(zhí)行要求高，智能柔性裝配單元僅針對伺服機構關鍵管控環(huán)節(jié)等進行研究，設備、工序等不能100%進行單元化內部集成，特殊操作工步等還需在其他專用設備上進行輔助檢測等，產品在裝配過程中需頻繁在單元與其他工作區(qū)域間流轉。而且伺服機構產品存在多品種、小批量研制生產特點，裝配過程涉及產品種類多、零組件多、裝配工序多、裝配周期長等。

以伺服機構大殼體組件為裝配基體進行流程設計，其中預裝、清洗、耐壓檢測、磨合工序內容需在專設區(qū)域和設備上進行操作，組件組裝過程中壓力檢測等需使用專業(yè)設備進行輔助檢測，其余工序裝配過程中均在工作臺上進行操作完成，裝配流程主要是先進行組件組裝，再按工藝流程將各零組件裝配至大殼體上，從而逐步完成整機裝配。以現有產品生產情況，裝配過程中受零件配套、生產周期等影響較大，主要存在以下問題：

（1）裝配現場產品型號多、零組件種類多，狀態(tài)管理困難。

（2）當產品零組件配套缺失或出現問題在一定周期內不能繼續(xù)進行后續(xù)裝配工序時，需換裝其他型號產品時準備周期較長。

（3）過程檢測和裝配操作主要以人工操作為主，操作效率低、安全性差，質量記錄以紙質進行記錄，產品裝配質量一致性難以保證，質量追溯困難。

（4）產品裝配過程工藝參數控制、質量檢測、過程控制等數據缺失且不能實時匯總分析，對優(yōu)化產品裝配工藝方法、流程及過程管控等缺乏有效促進手段。

通過上述對伺服機構產品典型工藝流程及存在的問題進行分析，要提高伺服機構產品裝配效率、參數感知率、信息化管控水平等目標，需著重對伺服機構生產過程管控、關鍵裝配過程數字化操作和檢測、數據分析應用三個方面進行解決，以提高伺服機構產品生產過程精益管控水平和信息化管控能力。

2.3 數據智能優(yōu)化分析與應用

以伺服機構裝配過程關鍵點、難點為解決對象，開展多狀態(tài)參數實時感知技術研究與應用，實現關鍵裝配工藝參數可測、可視、可調、可控，如裝配力矩、壓配力、開啟壓力等關鍵管控參數，提高液壓舵機裝配效率及質量一致性水平。同時開展在線檢測技術研究，對裝配過程關鍵參數等進行實時在線檢測技術，保證檢測結果準確性、及時行和可追溯性等，提高裝配質量數字化應用水平。開展過程狀態(tài)實時感知技術研究，實現基于產品裝配流程中位置、環(huán)境、時間等流程信息的實時感知，實現產品裝配流程脈絡化、透明化管理，為優(yōu)化排產流程等提供基礎數據。

伺服機構系統(tǒng)復雜，特別是集成了機、電、液一體的液壓伺服機構，零件間配合精度高，各液壓元件參數對產品測試參數影響較大，傳統(tǒng)的人工操作方式配裝參數較為離散，難以管控，產品裝配一致性難以保證。開展數據智能優(yōu)化分析與應用技術研究，實現關鍵裝配參數實時采集匯總、分析、優(yōu)化等技術，并與公司多應用系統(tǒng)平臺進行數據集成，實現對產品裝配進程情況、裝配參數控制情況、設備運行狀況、工量具使用情況、質量檢測情況等信息數據的實時采集匯總優(yōu)化分析，以便于管理者、計劃員、技術員等及時直觀了解產品裝配過程狀況，并及時進行裝配任務優(yōu)化安排和裝配過程問題解決，提高工藝參數優(yōu)化水平和過程問題解決響應速度等，最終為實現產品裝配效率和質量水平整體提升目標提供技術保障。

伺服機構智能柔性裝配單元工作過程中，涉及物料、工位工作狀態(tài)、在線檢測設備應用情況、在線裝配設備應用情況、多型號產品同時生產、人員等多因素影響，單元工作狀況復雜。進行生產過程智能監(jiān)控，實時采集監(jiān)控單元運行參數等，通過對參數的分類綜合仿真分析，可以指導排產流程安排，保證單元高效有序地工作，提高單元運行能效比。

3 結語

隨著智能柔性裝配技術的工程實現，可以滿足多型號產品柔性換裝、多批次產品柔性管理、多任務柔性組合等裝配需求，在提高產品裝配效率、裝配質量一致性的同時，有效地對裝配過程參數進行記錄與智能分析，進一步促進產品工藝優(yōu)化的不斷深入開展，提升制造現場的管理水平，降低損耗與成本等。