基于感知技术的飞机活动翼面生产线建设研究

蔡继钊 赵成

摘 要 本文简要阐述了一种飞机活动翼面生产线方案，并对线内装配工装的自主感知移动、行迹路线规划以及制孔机器人自主识别工装的方法进行了分析。

关键词 自主感知;行迹路线;识别

引言

随着国家对航空技术重视度的不断加大，新机研制任务进入了机型种类多、设计制造周期短的时期，这导致原有的生产资源已经远远跟不上研制任务的进展，因此国内各大航空公司纷纷建立了飞机部件装配生产线，利用制孔机器人替代人工制孔，从而解放劳动力，提高资源利用率，这些装配生产线的形式主要有移动制孔机器人式和移动工装式;本文以最常见的移动工装式为例，进行飞机活动翼面生产线建设研究。

传统生产线普遍存在以下几种问题：

⑴ 移动路径规划不合理，经常出现产品放置架及办公柜用地侵占移动区域的情况，导致需要人工临时挪移放置架和办公柜，特别是生产节拍发生改变（架外工作、产品缺件等问题）的时候问题将会更加突出，甚至会出现由于某一产品正在进行架外工作而使得其他等待制孔的产品无法进行作业的情况，极大地增加了人工负担，影响了生产效率。

⑵ 移动过程人工干预过多，工装的移动大部分为人工牵引形式，需要2个以上操作人员进行拖动，不利于提高资源利用率。

⑶ 制孔机器人无法自动进行工装识别，针对不同产品制孔，需人工调取制孔程序进行作业，易发生程序错用造成产品报废，因此传统生产线制孔工序增加了效验环节，制孔准备时间延长较多，不利于生产效率的提升。

生产线内装配工装能够自主感知移动，行迹路线合理并且制孔机器人能够自动识别装配工装，这将会极大提高生产效率，因此，针对基于感知技术的飞机活动翼面生产线建设开展研究是非常必要。

1正文

1.1 活动翼面生产线职能简介

该生产线用于民机活动翼面产品装配，将满足10台工装同时进行产品骨架装配以及架外工作任务，并能够对其中任意2台工装开展自动制孔作业，线内工装具备较高自主感知移动功能，制孔机器人能够自主识别工装种类从而调取对应产品的制孔程序[1]。

1.2 工装自主感知移动技术分析

工装采用AGV车托运模式，工装两端头各设置有一辆AGV车，车体增加视觉导航设备，工装移动操作分为手动与自导引两种模式，手动模式采用遥控器操作实现全向运动，自导引模式在遥控器上进行选择切换，通过视觉导航来完成，导引精度≤10mm。视觉导航设备自动导向方式为在行驶路径上涂刷与地面颜色反差大的油漆或粘贴颜色反差大的色带，在工装上安装有摄图传感器将不断拍摄的图片与存储图片进行对比，偏移量信号输出给驱动控制系统，控制系统经过计算纠正型架的行走方向，实现工装的自主导航。视觉色带导航定位精确，灵活性比较好，改变或扩充路径也较容易，路径铺设也相对简单，导引原理同样简单而可靠，便于控制通讯，对声光无干扰。在位置点通过二维码定位，得到当前的位置信息，用于控制型架走向与动作执行（拐弯、直行、停止等），从而使得工装具备自主感知移动功能。

1.3 工装行迹路线规划分析

两套制孔设备位于生产线左侧，10台装配工装分为4列按照3-3-2-2进行排列，每台工装骨架装配站位固定不变，由AGV车按照循迹线托运至制孔站位;所有循迹线交叉口处设有二维码，供抉择下一步行进路线;工装附近设有产品架下补加工专用区域，同时在某些极特殊时刻（一侧制孔设备故障），需要工装从蓝色区域平移运动时，可以通过挪移置物柜等来完成运动场地的清空;每台工装能够实现自由出入，并任意选择制孔站位，不受制孔设备损坏、产品架外工作任务以及办公放置柜等因素的影响，如图1。

1.4 工装自主识别技术分析

每台工装在制孔设备找正孔附近设置有二维码，机器人自动制孔设备末端执行器上增加解码相机，通过读取二维码内信息判断即将进行制孔作业的工装装配哪种产品，继而调出正确的制孔程序，同时操作电脑上显示出工装相关信息，例如：尺寸、重量、名称、设计人员、校对人员、工装特点、易发生問题的制孔区域等信息，从而给予机器人自动制孔单元操作人员最大的信息支持;既避免了以往的效验环节，提高了生产效率;又能够实现产品精益化装配，提升产品装配质量。

2结束语

本文通过一种飞机活动翼面装配生产线规划并结合传统生产线所出现的问题，研究分析了三种常见问题的解决方案;为飞机装配生产线提供了新的设计思路和方向。

参考文献

[1] 常家辉，祁萌，李良琦.装配机器人在国外国防领域的应用进展[J].国防制造技术，2018（4）：10-19.