洛克希德·马丁公司的目标是通过提高自动化程度来消除大量的初始工作,特别是使用Electroimpact大型先进机器人。目前,该公司有四个这样的机器人,称为组合操作:螺栓连接和机器人自动钻孔系统,或 COBRA。在它们目前的设置中,这些机器人能够在各种材料包括复合材料和钛合金上钻孔,包括埋头孔,以及螺栓连接和加固结构。工厂所在的648号楼内有非常先进的气候控制系统,无论外部条件如何,都能将内部温度保持在特定环境的正负两度以内,以支持各种通常对环境敏感的材料的加工工作。这些材料通常必须安装甚至融合在一起,因此在制造过程中控制它们的膨胀很关键。
“臭鼬”工厂已经使用这些机器人来制造X-59A 静音超音速运输试验台(QueSST)。 一位公司代表介绍,Electroimpact机器人已经在X-59A的结构上钻了超过7,519个孔,平均每 21秒一个孔,其中只有 23个需要重新钻孔。过去,钻孔不当很容易导致延误和成本增加,尤其是在生产隐形飞机时,此类错误会影响设计的雷达吸收和偏转质量。这种加工精度水平还有助于确保零件(包括备件)的一致性,以及质量不会随着时间的推移而下降。
除了能够快速准确地为先进飞机制造进行钻孔和固定结构外,这些机器人还能够被编程自主执行这项工作,它们可以在生产车间内四处移动,以完成不同的工作。
更重要的是,后一种能力意味着使用预编程指令的单个机器人将能够相对快速地从一项任务转换到另一项任务,无论是在像X-59A 这样的飞机上钻孔还是将零件用螺栓连接在一起组装一架先进的有人驾驶或无人驾驶飞机。反过来,这将显著减少对特定项目所使用工具的依赖,这使工作转换更加容易。648号厂房或任何类似设施的室内空间,都将变得非常模块化。工厂的地板上不会有任何东西,如机床等需要永久固定的钻孔。
648 号楼进行的工作还包括利用增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 技术,结合数字工程的进步,来改进制造流程。这在实践中意味着,车间人员以及其他地方的工程师将能够随时检查正在构建或组装的物理部件的外观和结构,与数字模型相比,以确定它们的结构和制造是否符合预期。如果出现问题,或者希望改变某个设计,工作人员就可以使用AR或VR立即探寻潜在的修复或改造方案,而不必先组装或拆卸整个组件。
AR和VR还允许检查整个系统的功能,并在必要时进行调整,而无需构建出完整的物理实体。这意味着,例如,工程师和技术人员可以检查以确保检修面板及其后面的装置可供将来维修人员使用。特定产品部件的组装可以利用AR,为工人提供更好的操作背景,这将提高制造速度、简化培训并加强质量控制。
洛克希德·马丁公司的代表强调,与过去相比,参与设计和制造过程各个方面的个人,不一定从事不同类型的工作,但现在的过程更加垂直而不是水平。它的意义在于,不同的团队不再是完成他们的手头工作,然后按流程将交给下一组,他们现在更平行地工作,并在此过程中更积极地协调。
648厂房将大量使用各种建模和数字化制造。他们在X-59A 制造过程中的应用为“臭鼬”团队测试其先进工艺提供了一个有用的跳板。
他们还进行了一项工作演示(称为 Polaris),即使用整个数字工具包生成X-59A 的一些1:1构件,其中包括金属和复合材料部件。
Polaris结构的一部分由 Spirit Aero机器人使用“臭鼬”工厂提供的数字设计数据在场外建造。在过去,他们需要先由分包商将组件制造好后运送到“臭鼬”的 10 号工厂等地方,然后在那里组装,包括钻各种孔,然后精心组装在一起。
使用称为Star Drive的工具,机器人能够在运输之前就准备好各段,从而大大减少了组装时间。例如,将复合结构固定到金属框架上,该过程需要固定大约 1,500个单独的销钉,通常需要数小时,现在只需大约30分钟。
该数字工具还被用于与F-16战斗机现代化改装相关的工作。今年早些时候,美国空军宣布已聘请威奇托州立大学的国家航空研究所 (NIAR) 为 F-16 创建一个非常高保真的 1:1 数字模型,或“数字孪生”。 洛克希德·马丁公司的Star Drive 也参与了该项目。
使用F-16等经过验证的平台来推进数字孪生数据模型,能够进一步降低飞机的生产周期成本以实现可持续性,同时通过数字线程连续性还可以为战机增加额外的功能,这将帮助F-35项目获得转机。
“臭鼬”工厂的这些进步将帮助美国空军继续保持与竞争对手之间的领先优势。