隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的普及程度得到快速提高。作為在數(shù)控制造技術(shù)應(yīng)用方面的排頭兵，經(jīng)過20多年的快速積累，航空航天企業(yè)已從過去購買CAD/CAM軟件不以為用，到現(xiàn)在真正把CAD/CAM技術(shù)作為不可或缺的重要技術(shù)使用，這也足以反映出其"超前技術(shù)儲備戰(zhàn)略"的必要性。假設(shè)如果沒有過去決策層引進價格不菲的CAD/CAM系統(tǒng)，也決不會有航空航天CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的今天。

　　縱觀國內(nèi)主要表現(xiàn)為：軍工制造系統(tǒng)硬件裝備雖然達到了較高水平，但在真正高精度制造水平上依然存在較大差距；對高技術(shù)手段，企業(yè)有較高的認(rèn)同度，就國內(nèi)信息化而言，由于企業(yè)現(xiàn)有軟件及信息系統(tǒng)的過度排他性，而導(dǎo)致較多高精密制造技術(shù)被距門外；企業(yè)的軟件僅僅作為初始的軟件工具在使用，而談不上真正意義的軟裝備，要提升軟件工具作為企業(yè)的軟裝備還有很長的一段路要走；真正走出去引進來，打破制約發(fā)展和觀念保守；避免與國外同樣的硬件、軟件環(huán)境，而制造效率和精度天壤之別的情況發(fā)生。

　　下面就基于數(shù)控加工質(zhì)量控制缺環(huán)的解決、數(shù)控加工自適應(yīng)技術(shù)、數(shù)控機床工藝精度檢測等技術(shù)，以及基于Delcam在機檢測技術(shù)實現(xiàn)工藝和質(zhì)量自動化分別進行初步探討。

一、數(shù)控加工過程不受控，是信息化的工藝缺環(huán)

　　隨著航空航天企業(yè)制造需求的提高，對加工精度和質(zhì)量穩(wěn)定性的要求很高，數(shù)控加工過程質(zhì)量檢測也得到了越來越多的企業(yè)重視。某航空企業(yè)在零件制造過程中，其數(shù)控加工過程的工序間要到計量中心進行檢測，而機床停機待檢，數(shù)控機床到三坐標(biāo)，然后返回數(shù)控機床，這樣多次反復(fù)，確定下一道工序是否進行；而零件最終到終檢仍然是廢品。分析問題原因，在于較多的環(huán)節(jié)都存在脫控。

　　在制造過程中，零件在數(shù)控機床和企業(yè)計量中心CMM之間反復(fù)周轉(zhuǎn)。為避免周轉(zhuǎn)過程及零件返回數(shù)控機床找正定位，以及出現(xiàn)應(yīng)力變形、CMM檢測錯誤等可能存在的風(fēng)險，采用在機檢測技術(shù)(Delcam OMV)可有效地避免在數(shù)控加工過程中存在的風(fēng)險及無價值成本的產(chǎn)生。為此，我們可以提出以下問題：

● 搬運工件到三坐標(biāo)測量機的成本？超大型工件如何搬運？　　

● 成本多少？　　

● 復(fù)雜形狀零件如何裝夾？　　

● 如何知道機床正在加工廢品？　　

● 返修零件裝夾的時間成本？　　

● 機床停滯時間成本是多少？　　

● 抽檢中發(fā)現(xiàn)問題，其他工件質(zhì)量是可靠的嗎？　　

● 增加抽檢密度要增加多少時間成本與人力成本？　　

● 整條加工工序各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量如何保證？零件待檢的時候，機床停滯造成多少成本浪費？

　　針對在機質(zhì)量控制技術(shù)而言，不僅僅需要機床有測頭，并且需要具備針對檢測數(shù)據(jù)的分析能力，那么機床擁有測頭，是否符合在機檢測標(biāo)準(zhǔn)呢？回答是否定的。在機檢測要具備：依托設(shè)計的CAD模型，進行不脫離制造理論模型的檢測數(shù)據(jù)比對，同時要具備模型制造質(zhì)量分析，并能將中間檢測結(jié)果存儲到企業(yè)管理信息系統(tǒng)中的在線數(shù)據(jù)采集功能，擁有完善的數(shù)據(jù)檢測報告，讓數(shù)控加工過程數(shù)據(jù)具備可追溯性，OMV是解決數(shù)控加工過程質(zhì)量控制的重要工具，彌補傳統(tǒng)數(shù)控制造工藝的質(zhì)量控制盲點、缺環(huán)。在機檢測數(shù)據(jù)針對批量零件具備輸出SPC數(shù)據(jù)的能力，能有效地在零件量產(chǎn)的過程中提供詳細的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)。

　　在機檢測技術(shù)是基于數(shù)控系統(tǒng)完成的，由PowerlNSPECT編寫數(shù)控機床能夠執(zhí)行的檢測程序，并進行碰撞干涉檢查。對數(shù)控機床而言，其主要功能用于處理數(shù)控加工質(zhì)量，要求不能對系統(tǒng)做改造，采用數(shù)控機床本身的代碼來實現(xiàn)在機檢測，并輸出檢測結(jié)果，同時可以支持五軸機床。

二、基于在機檢測的自動化工藝裝卡技術(shù)(自適應(yīng)加工 NC PartLocator)

　　加工過程質(zhì)量控制零件裝夾狀態(tài)或是否已經(jīng)找正，目前大多數(shù)航空航天制造企業(yè)并不能做到對零件裝夾的信息化數(shù)據(jù)進行控制和追溯，零件報廢原因也許在零件裝夾過程已經(jīng)出現(xiàn)問題?；贒elcam在機檢測技術(shù)的航空航天產(chǎn)品數(shù)控加工質(zhì)量自動化，是在最大限度地減少人為因素，采用數(shù)字化手段，讓數(shù)控加工從裝夾到數(shù)控制造過程的質(zhì)量控制完全處于掌控之中。

　　數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展是以改變工藝人員工藝思路為主要表現(xiàn)形式。自適應(yīng)加工技術(shù)，同樣會顛覆傳統(tǒng)工藝中零件投產(chǎn)前夾具先行的傳動工藝模式，而采用"無夾具制造"工藝系統(tǒng)，或者稱為數(shù)字化裝夾、智能裝夾。這里的自適應(yīng)加工顧名思義可以理解為，對在數(shù)控機床上任意放置的工件，通過數(shù)控機床具備的在機檢測功能，通過數(shù)字化手段對零件進行檢測，獲得定位數(shù)據(jù)，而根據(jù)零件當(dāng)前狀態(tài)調(diào)整數(shù)控加工程序進行加工，這對于復(fù)雜的、無傳統(tǒng)找正特征的零件更具優(yōu)勢；另外，鑄造凸凹不平(需要"借料")，余量不均勻；復(fù)雜3D零件，沒有直邊/孔系可供找正(例如：鍛造葉片；型面部分修復(fù)/焊接特征找)；修復(fù)和翻新，需要找正的一部分不能從實際的CAD模型，需要零件通過相關(guān)曲面找正；大型工件等在設(shè)備上移動找正困難的零件等，如果采用自適應(yīng)加工技術(shù)，可有效地提高生產(chǎn)自動化能力。

　　下面以Delcam實施過的某飛機制造企業(yè)戰(zhàn)斗機前翼工藝自動化和質(zhì)量自動化案例進行探討。戰(zhàn)斗機機翼前面的小翼面稱為前翼或鴨翼，前翼可以像水平尾翼那樣起著俯仰操縱和平衡的作用操作飛機的飛行狀態(tài)，如俯仰、翻滾等，保持飛機在擾動氣流中的飛行平衡，并能產(chǎn)生部分升力。飛機制造過程中，初期以能升空、穩(wěn)定飛行、機動能力和基本性能為主要指標(biāo)，隨著飛機長時間動力參數(shù)優(yōu)化需求，質(zhì)量穩(wěn)定性需求的提高，需要改善較多的關(guān)鍵部件的制造工藝。本案例提到的戰(zhàn)斗機機翼的質(zhì)量自動化工藝改進，并非該企業(yè)過去不能制造該前翼，然而對制造效率和質(zhì)量穩(wěn)定性的需求，隨著數(shù)控制造技術(shù)的提高，我們的航空制造業(yè)企業(yè)必須予以重視。

　　對于該戰(zhàn)斗機機翼的工藝質(zhì)量穩(wěn)定性案例，我們首先從裝夾方式進行討論，傳統(tǒng)工藝需要為該零件定制3套專用夾具，這個零件制造要重復(fù)裝夾6次才可以完成，并且可能會存在以下工藝缺陷：工件變形嚴(yán)重；機床也許正在加工廢品，而不被發(fā)現(xiàn)，量產(chǎn)零件談不上精度和一致性，停機、修改工藝、效率低下浪費大量時間；大量的輔助裝夾和夾具準(zhǔn)備；可操縱性差；非常高的制造成本；非常差的工藝穩(wěn)定性。

　　改進的工藝是基于方案具備"標(biāo)準(zhǔn)能被復(fù)制"而開展工作：零件裝夾減少到兩次；減少變形；數(shù)字化在機檢測和自適應(yīng)技術(shù)讓廢品出現(xiàn)幾率變?yōu)?quot;零"；高精度保證、一致性保證；減少和避免停機；較少的工藝步驟；減少局部處理過程；大幅節(jié)約費用；全部的制造過程可控，而實現(xiàn)STABLEPROCESS(穩(wěn)定的作業(yè)處理過程)。

　　作為工藝自動化制造和質(zhì)量控制系統(tǒng)，具有以下主要功能：

　　首先根據(jù)需要定義工件的零件號和制造信息，具備零件制造過程控制和質(zhì)量可追溯性。自適應(yīng)加工系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)控機床檢測路徑，并在數(shù)控機床上運行。產(chǎn)生一個自適應(yīng)結(jié)果。輸出一個自適應(yīng)加工結(jié)果。對結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析，并進行誤差評估。檢查結(jié)果，并輸出和自適應(yīng)調(diào)整數(shù)控加工代碼或數(shù)控機床參數(shù)。

三、數(shù)控機床工藝精度檢測(NC Checker)

　　作為數(shù)控加工工藝技術(shù)人員，在編寫和安排數(shù)控工藝前，對于數(shù)控機床的工藝精度，是否適合加工當(dāng)前工件，大多數(shù)時候我們的工藝技術(shù)人員并不具備這樣的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是高精密加工所必須知道的。對于該功能這里不做展開論述，僅僅做簡要介紹，以供數(shù)控工藝技術(shù)人員參考。對上例中自適應(yīng)加工方案中，數(shù)控床精度檢測采用 PowerlNSPECT NC Checker，能夠提供快速、簡便的機床及探測系統(tǒng)精度檢測方法，可快速檢測和報告機床和其探測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，用來在加工開始前確認(rèn)機床和其探測系統(tǒng)精度，以及生產(chǎn)過程中檢測因加工運作如磨損或溫度變化而造成的任何機床精度改變，為您加工出高質(zhì)量、高精度零件提供保障和信心。軟件適用于范圍廣泛的常用機床的在機檢測。

四、結(jié)束語

　　基于數(shù)控機床在機檢測技術(shù)可以有更深人的高精密和質(zhì)量自動化的拓展應(yīng)用，以解決我們航空航天制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)難題。綜上所述，對在國外有應(yīng)用的先進技術(shù)，我們可以博覽、更要細觀，或從整機產(chǎn)品終端性能找差距，從細微處人手，了解其應(yīng)用背景和領(lǐng)域等，同時更需要我們具備豐富航空航天產(chǎn)品制造經(jīng)驗的工藝技術(shù)人員對新技術(shù)窺而不棄，擇其要而人，取其精而拓，從根本上把我們的軟件工具上升為具備更大生產(chǎn)力的軟件裝備。信息化是多學(xué)科知識的積累，專業(yè)的軟件解決專業(yè)的問題，企業(yè)信息化多平臺演變是不變的趨勢。信息化環(huán)境包括企業(yè)自我開發(fā)、商品化信息管理系統(tǒng)、專業(yè)領(lǐng)域單元信息化系統(tǒng)等。而本文提到的在機檢測和自適應(yīng)加工技術(shù)是單元信息化且具備前瞻性的新技術(shù)在未來將有著良好的應(yīng)用前景。