Масштабная программа технического перевооружения и модернизации производства успешно проводится в АО «Авиастар-СП». На предприятии подтвердили запуск роботизированной линии сборки Ил-76МД-90А. По сравнению с ранее используемой традиционной сборочной технологией автоматизированная поточная линия позволит на 38 процентов снизить трудоёмкость сборки самолетов. Линия состоит из десяти роботизированных станций для стыковки отсеков фюзеляжа, крыла, хвостового оперения и станций для монтажа силовых установок и систем самолета. Она оснащена системой лазерного трекирования, которая обеспечивает высокую точность стыковки всех элементов самолета. Это позволит предприятию в краткосрочной перспективе перейти к серийному выпуску данного воздушного судна. Как рассказал управляющий директор АО «Авиастар-СП» Василий Донцов, всего в 2019 году планируется реализовать пять воздушных судов Ил-76МД-90А: три самолета уже передано заказчику, четвёртый передан на испытания для проведения наземных отработок и заводских лётных испытаний, пятый самолёт находится в цехе окончательной сборки в завершающей стадии производства.
© ic.pics.livejournal.com
«На следующий год берём повышенные обязательства по выпуску шести самолётов, при этом производственные мощности позволят выпускать до 18 самолётов Ил-76МД-90А в год.», — заявил генеральный директор ПАО «Ил» Юрий Грудинин.
Более детальное описание производственной линии сбоки фюзеляжа и планера.
Поточная линия окончательной сборки Ил‑76МД‑90А и его модификаций, или, как ее называют на «Авиастаре», ПЛС‑76, состоит из целого ряда станций, обеспечивающих полную сборку самолета из агрегатов планера, поступающих с агрегатно-сборочного производства и до выкатки самолета на своих шасси c навешенными двигателями и начиненного всеми системами.
Самыми сложными станциями ПЛС‑76 являются станции стыковки отсеков фюзеляжа и сборки планера, которые включают в себя стенды бесстапельной автоматизированной сборки, разрабатываемые впервые в России российскими специалистами.
Подобные стенды стыковки позволяют снизить трудоемкость стыковочных работ, обеспечить контролируемое качество, уменьшить зависимость от квалификации технического персонала. Базовые принципы, заложенные в работе над ПЛС‑76, основаны на использовании технологий «Индустрии 4.0».
Центральным звеном стендов является система управления, позволяющая управлять сложным пространственным объектом с высокой точностью одновременно по 10-12 осям.
Стенд сборки фюзеляжа состоит из 12 позиционирующих колонн, пульта управления стендом, распределительного шкафа. Система управления обеспечивает работу в нескольких режимах по степени автоматизации, включая полностью автоматический режим с расчетом траектории движения на основании измерений при помощи лазерного трекера. Использование лазера позволяет добиться точности стыковки агрегатов в сотые доли миллиметра.
Стенд стыковки планера состоит из 10 колонн. В состав стендов входит несколько лазерных трекеров, управление которыми тесно интегрировано в систему управления станцией. Позиционирующие колонны стендов рассчитаны на нагрузку, значительно превышающую зарубежные аналоги, поставленные на территорию России для проектов Sukhoi Superjet 100 и МС-21 (до 16 т в исполнении для высоких нагрузок).
Колонны оснащены серво-осями, синхронно управляемыми контроллером системы управления стендом. Центральным звеном стендов является система управления, позволяющая управлять сложным пространственным объектом с высокой точностью одновременно по 10-12 осям. Система управления обеспечивает работу в нескольких режимах по степени автоматизации, включая полностью автоматический режим с расчетом траектории движения на основании измерений при помощи лазерного трекера.
«Наши стенды бесстапельной стыковки отсеков фюзеляжа и сборки планера не только впервые разработаны и изготовлены полностью в Российской Федерации российскими специалистами, но и впервые в практике российского авиастроения позволят произвести сборку транспортного самолета по автоматизированной технологии», — демонстрирует модель стыковочных станций на ПЛС‑76 генеральный директор компании «Авиационный Консалтинг-ТЕХНО» Евгений Цодыковский. При проектировании ПЛС‑76 были задействованы усилия ведущих специалистов компаний «Авиационный Консалтинг-ТЕХНО», «Авиастар-СП» и НИАТ.
На сегодняшний день в России эксплуатируются две системы иностранного производства бесстапельной сборки для гражданских самолетов — в Комсомольске-на-Амуре (Sukhoi Superjet 100 немецкие автоматизированные стенды BRÖTJE) и Иркутске (МС-21 немецкая поточная линия «ThyssenKrupp», передана в 2016 г.). Стоимость российской системы меньше зарубежных аналогов на 30%.
Sukhoi Superjet 100 немецкие автоматизированные стенды BRÖTJE © daypic.ru
«Технология бесстапельной сборки фюзеляжа и планера и степень ее автоматизации — это вершина айсберга, заключительная часть сборки самолета», — пояснил начальник технологического центра компании «Авиационный Консалтинг-ТЕХНО» Василий Пыжьянов. «Чтобы эффективно выполнять задачи серийного производства, необходимо критически посмотреть на все технологические переделы на более низких уровнях, а именно в агрегатно-сборочном, заготовительно-штамповочном и механическом производствах», — продолжил Василий Пыжьянов. Окончательная сборка и агрегатная сборка неразрывно связаны между собой. Эти переделы должны быть реализованы на единых принципах построения, в единой информационной среде, согласно общим технологическим решениям. Такие цели ставит перед собой компания на ближайшее будущее. «Принципы построения производства на базе „Индустрии 4.0″ лежат в основе всех технических решений „Авиационный Консалтинг-ТЕХНО“, — говорит начальник инженерного центра компании Максим Картов.
— При проектировании ПЛС-76 была предусмотрена информационная система управления оборудованием линии и контроля за ходом выполнения работ, которая должна быть тесно интегрирована в общезаводскую информационную среду для получения и возврата необходимых данных как по производственным заданиям, так и по результатам выполнения сборки и испытаний. При проектировании стендов стыковки специалистами нашей компании активно применялась технология отладки на основе виртуального макета. Так, отладка программного обеспечения контроллера, управляющего сервоприводами, выполнялась еще на этапе, когда не было ни приводов, ни конструкции, а вся визуализация сложного пространственного движения, выполнялась на основе 3D-модели. Такой подход позволил еще на этапе проектирования не только отладить программу управления стендом, но и подтвердить правильность разработанных алгоритмов движения и внести необходимые уточнения в конструкцию до передачи в производство“.
Ранее компания „Авиационный Консалтинг-ТЕХНО“ успешно выполнила работы по созданию комплекта цифровой документации для фюзеляжа ИЛ‑76МД‑90А. Следующим значимым проектом компании стала разработка комплекта документации на участок сборки хвостового оперения МС‑21, его изготовление и сдача заказчику. Это позволило получить неоценимый опыт для дальнейшей работы по созданию ПЛС‑76.
Если оглянуться назад и оценивать объем проделанной работы по созданию стендов бесстапельной сборки, то кроме создания уникальной конструкции, крайне сложной и интересной, были разработка и отладка алгоритмов пространственного перемещения и программного обеспечения, реализующего его посредством согласованного движения линейных сервоприводов. На каждой колонне устанавливается множество датчиков и элементов с обратной связью, позволяющих в режиме реального времени обеспечить систему управления необходимой информацией по определению местоположения и состоянию стыкуемого агрегата самолета. В общей сложности при управлении в контроллере используется более 2 500 переменных.
Перед „боевым“ соединением агрегатов обязательно проводится „виртуальная стыковка“, которая позволяет оптимизировать процесс еще до начала перемещения многотонных агрегатов.
Отличие автоматизированных стендов стыковки в сравнении с обычными стендами стыковки заключается в следующем — технология с применением обычных стендов стыковки предполагает установку отсеков в стыковочное положение вручную с ориентацией на определенное количество баз. При этом количество таких баз ограничено конструкцией стенда и возможностью подхода для их контроля непосредственно в процессе стыковки. Такого недостатка лишены автоматизированные стенды, где контроль выполняется средствами лазерно-оптических измерительных систем. Это принципиальное отличие позволяет использовать сколько угодно большое количество баз. Для исключения их противоречий используется технология обработки графических данных под названием „Best Fit“ — по-английски буквально „наилучшее совпадение“. Суть ее в том, что, применяя специальное программное обеспечение, мы рассчитываем такое положение отсека, которое соответствует минимально возможной сумме квадратов отклонений базовых точек от их теоретических значений. Де-факто это значит, что мы получаем планер самолета с теоретически минимально возможным отклонением от номинала внешних обводов (с учетом фактических отклонений отсеков). При этом добиваемся этого быстрее и с гораздо меньшей трудоемкостью процесса стыковки. Точность позиционирующих колонн исчисляется сотыми долями миллиметра, поэтому результат получаем всегда с прогнозируемым заранее качеством.
Фундаментальные знания инженерных дисциплин — основа технологии. Неспроста костяк команды специалистов компании — выпускники мехмата МГУ, МФТИ, МАИ, МГТУ им. Н. Э. Баумана, лучших технических вузов городов России, связанных с авиационной промышленностью: Комсомольска-на-Амуре, Иркутска, Воронежа, Ульяновска.”Алгоритмическое обеспечение, созданное компанией „Авиационный Консалтинг — ТЕХНО“ в данной разработке, учитывает опыт, как положительный, так и отрицательный, полученный от эксплуатации подобных стендов, произведенных иностранными поставщиками, но и главным образом учитывает многолетний опыт отечественной школы самолетостроения», — отмечает заместитель департамента индустриальной модели ОАК Андрей Сафонов.
Точность стыковки массивных агрегатов, величина деформации, степень напряженности металлических конструкций подчинены законам физики и математики. Цель операторов стенда — обеспечить качественную стыковку агрегатов в заданное время. Качество стыковки обеспечивается качеством изготовления агрегатов и системой автоматизации стендов.Механическим интерфейсом между агрегатом и стендом являются такелажно-базирующие узлы (ТБУ), проектирование которых осуществляет компания «Авиационный Консалтинг-ТЕХНО», а проверку, испытания, изготовление и установку осуществляют конструкторские бюро компаний «Ил» и «Авиастар-СП». В точках сопряжения ТБУ и конструкции агрегата не должны возникать напряжения, превышающие расчетные. Этот процесс строго контролируется автоматически, поскольку усилие рассогласования даже в относительно небольших пределах может привести к деформации агрегата.
Производство деталей конструкции колонн было заказано на заводе в Нижнем Новгороде. Монтаж, тестирование и отработка программного обеспечения велись на производственной площадке в Москве, что позволило значительно снизить стоимость стендов по сравнению с импортными аналогами. Юрий Тарасов, технический директор ОАК, говорит, что в случае успешного запуска системы опыт отечественных специалистов может быть востребован в новых проектах авиационных программ «Туполева» и «Ильюшина».
Справка:
Новая технология и оборудование разработаны московским ЗАО «Авиационный консалтинг-Техно». Гендиректор компании Евгений Цодыковский подтвердил, что контракт на установку линии заключен с «Объединенной авиастроительной корпорацией» (ОАК). Он рассказал, что новая технология разрабатывалась столичными инженерами в течение последних четырех лет. В Москве специально под проект были созданы новое конструкторское бюро и опытное производство, общий размер инвестиций превысил 400 млн рублей. В состав команды разработчиков вошли более 70 специалистов, конструкторов и инженеров, большинство из которых выпускники ведущих столичных вузов — МАИ, МГУ, МГТУ имени Баумана и МФТИ.
Роботизированные комплексы будут сами выполнять наиболее ответственные и трудоемкие этапы — сборку фюзеляжа, стыковку крыла и фюзеляжа, сборку планера самолета. Использование лазерных трекеров (измерительные приборы) и промышленных роботов позволит соединять многотонные агрегаты крупных самолетов с точностью до сотых долей миллиметра за несколько часов. Тогда как ранее подобные операции проводились с участием десятков высококвалифицированных слесарей-сборщиков и занимали недели. В итоге отечественная технология позволит сократить трудоемкость окончательной сборки воздушного судна в три-четыре раза.
На отечественных самолетостроительных заводах сейчас используется лишь несколько похожих линий бесстапельной сборки, правда, все они иностранного производства, но технологии импортозамещения и «индустрия-4.0» ускоряют развитие отечественной отрасли.
Технический директор ОАК Юрий Тарасов подтвердил, что в настоящий момент ведется монтаж технологического оборудования новой поточной линии для сборки самолетов Ил-76МД-90А на заводе «Авиастар-СП». Она состоит из 10 станций, обеспечивающих полную сборку воздушного судна из агрегатов планера, поступающих с агрегатно-сборочного производства. На каждой из станций выполняется отдельная операция: от стыковки отсеков фюзеляжа и монтажа гидросистем до навески двигателей и финальной отработки. Перед физической стыковкой проводится «виртуальная», которая позволяет оптимизировать процесс еще до начала перемещения многотонных агрегатов.
По словам Юрия Тарасова, такая технология позволяет снизить трудоемкость работ, обеспечить контролируемое качество и максимальную точность сборки самолета.
— Заложенная разработчиками производственная мощность поточной линии позволит собирать до 18 самолетов год. По сравнению с ранее существующими технологиями это увеличит скорость сборки в четыре раза, — отметил он.
По словам Евгения Цодыковского, конструкторское бюро заключило контракт на использование технологии для сборки еще одного самолета — нового отечественного пассажирского лайнера Ил-114 на заводе ОАК в Подмосковье. По его словам, линию предполагается установить на предприятии в конце этого года, а начать выпускать с ее помощью самолеты — уже в начале следующего.
Отечественная линия по ряду характеристик превосходит импортные аналоги, в частности немецкие, которые сегодня используются в России для сборки МС-21 и Sukhoi Superjet, отметил Евгений Цодыковский. Она также дешевле зарубежного оборудования на 25-30%.
Юрий Тарасов подтвердил, что технологии и ПО, заложенные при разработке новой линии, могут быть использованы для создания аналогичных роботизированных сборочных линий для других типов транспортных и гражданских воздушных судов, в том числе регионального самолета Ил-114-300.
С использованием новых технологий стыковки сократится время и повысится качество сборки самолетов, сказала руководитель дирекции перспективных производственных проектов МАИ Валентина Сизикова. Но чтобы сказать насколько российская линия будет конкурентоспособна по сравнению с иностранными аналогами нужно посмотреть ее в работе.
— Результаты тестов пока себя оправдывают. Нужно развивать технологию и предложить ее рынку, — отметила она.
По словам исполнительного директора «Авиапорта» Олега Пантелеева, роботизация — одна из важных тенденций в машиностроении и авиастроении.
С учетом того, что одна из проблем авиаотрасли — серьезный дефицит высококвалифицированных слесарей и сборщиков, новация позволит повысить производительность труда и сократить время сборки воздушных судов.
Есть и другой аспект. По мнению Олега Пантелеева, наши самолетостроители уже столкнулись с ограничением доступа к западным технологиям.
— Получение современных роботизированных комплексов западной разработки для российских предприятий стало де-факто невозможным, поэтому ставка на отечественные аналоги — единственный шанс иметь доступ к современной технологии без каких-либо санкционных рисков, — считает эксперт.
По его словам, на старте реализации технологии разработчики отечественного комплекса, конечно, могут столкнуться со сложностями, ведь при создании всякой новой продукции есть риск чего-то не учесть. Но на своих ошибках, если таковые были допущены, отечественные производители будут учиться, и в итоге Россия получит собственную технологию. А ее применение — это обязательное условие сохранения конкурентоспособности отечественных самолетостроительных предприятий. В будущем она может быть опробована и в вертолетостроении.
Источник: https://sdelanounas.ru/, https://xn—–elcokda0crlaf4k.xn--p1ai/
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
