Возможности автоматизации технологического процесса сборки ракетного двигателя Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 621.454.2

ВОЗМОЖНОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ

РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Е. Н. Ярцев, Я. Ю. Бакулин, А. В. Бархатова Научный руководитель - В. Ю. Журавлев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected], [email protected]

Предлагается решение по модернизации участка сборки-сварки ракетного двигателя, направленное на повышение производительности и качества выпускаемой продукции.

Ключевые слова: технологический процесс, автоматизация, робот.

THE POSSIBILITY OF AUTOMATION TECHNOLOGIES TO ASSEMBLE

THE ROCKET ENGINE

E. N. Yartsev, Ya. Yu. Bakulin, A. V. Barkhatova Scientific supervisor - V. Yu. Zhuravlyov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected]

A solution is proposed in the article for upgrading of assembly-welding a rocket engine, aimed at increasing productivity and product quality.

Keywords: workflow, automation, robot.

В современном ракетно-космическом машиностроении при проектировании ракетных двигателей (РД) при разработке технологического процесса сборки закладываются следующие принципы [1]:

- высокая степень унификации сборочных единиц и деталей;

- конструктивно-технологическое членение двигателя на блоки;

- рациональная компоновка двигательной установки (ДУ) с целью уменьшения габаритных размеров и увеличения технологичности процесса сборки;

- выбор в качестве базового элемента сборки агрегата или блока РД;

- использование взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц;

- типизация технологических операций в процессе сборки;

- использование объективных методов контроля на соответствие конструкторской и технологической документации выпускаемых изделий;

- применение средств механизации и автоматизации операций сборки.

Последний из приведенных принципов позволяет не только сократить длительность цикла изготовления РД, но и снизить его стоимость за счет сокращения численности персонала, повышения эффективности производственного процесса, качества продукции, снижения расходов сырья, повышения показателей безопасности, экологичности и экономичности.

В общем представлении под автоматизацией технологического процесса подразумевают - совокупность методов и средств, предназначенных для реализации системы, позволяющей осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Автоматизация в рамках одного производственного процесса позволяет подготовить базу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.

Одной из основных проблем, препятствующих внедрению автоматизации сборочного процесса, является не полная унификация деталей, что неизбежно влияет на увеличение номенклатуры приме-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

няемого инструмента и препятствует типизации операций. Также немаловажным является кардинально другой подход к рассмотрению технологии производства ракетного двигателя, основанного на автоматизации процессов производства.

В современном производстве реализация автоматизированного выполнения технологических процессов возлагается на роботизированную технику. Благодаря широко внедряемым гибким решениям автоматизации, роботы пришли на смену дорогим специальным машинам.

Ранее промышленные роботы применялись исключительно в автомобилестроении и крупносерийном производстве. Благодаря непрерывному развитию робототехники и техники управления на сегодняшний день роботы используются далеко за пределами данных отраслей. Например, подобные технологии широко применяются такими авиационно-космическими компаниями как «Airbus» и «Boeing» при мелкосерийном производстве продукции.

На сегодняшний день развитие роботизированных систем достигло такого уровня, что их стало возможно применять практически на любом этапе технологического цикла производства РД: для производства заготовок, в качестве контрольно-измерительного средства, при механической обработке, нанесении покрытий, а также на сборочных и сварочных участках и т.д.

Например, сборочно-сварочный участок может быть укомплектован непосредственно сварочным источником, двумя или тремя роботами и несколькими одно- или двухосевыми манипуляторами, обеспечивающими управляемое вращение свариваемого изделия. Это достаточно, чтобы автоматизировать большинство выполняемых операций.

Применение на производстве промышленного робота KR 16 arc HW (Hollow Wrist) для дуговой сварки одной из известных мировых компаний по производству подобного оборудования «KUKA» (см. рисунок) [2; 3].

Робот содержит некоторые функции, делающие его абсолютно уникальным. Например, пропускное отверстие размером 58 мм в манипуляторе и руке позволяет безопасно перемещать в руке комплект шлангов для защитного газа. Это означает улучшенную доступность к сварочным швам. Высокая точность и качество выполнения швов исключает его последующую механическую обработку. Также его область применения можно расширить до выполнения: других видов сварочных работ, пайки, сборки, манипулирования, нанесения покрытий.

Использование этого автоматизированного робототехнического решения позволит существенно повысить производительность: как в сварке, так и в манипулировании - уменьшится длительность рабочего цикла, возрастет качество изготавливаемых изделий.

Робот робота KR 16 arc HW и модель его рабочей зоны. Характеристики робота: рабочая зона: макс. радиус действия -1636 мм; количество осей - 6; вес - 245 кг

Библиографические ссылки

1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков и др. / под ред. В. А. Моисеева, В. А. Тарасова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. 381 с.: ил. Сер. Технологии ракетно-космического машиностроения.

2. Банк патентов [Электронный ресурс]. URL: http://bankpatentov.ru/node/364488 (дата обращения: 23.03.2015).

3. KUKA Robotics RUS [Электронный ресурс]. URL: http://www.kuka-robotics.com/russia/ru/. (дата обращения: 23.03.2015).

© Ярцев Е. Н., Бакулин Я. Ю., Бархатова А. В., 2015