[發(fā)明專利]一種航空導(dǎo)管快速精確數(shù)字化制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201418009664.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN113068457B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒送;馬俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第五七二0工廠
• 主分類號(hào): G06F30/33
• 分類號(hào): G06F30/33;G06N7/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發(fā)明提出了一種航空導(dǎo)管快速精確數(shù)字化制造方法，該方法利用國產(chǎn)數(shù)控彎管設(shè)備與關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)，結(jié)合自主研發(fā)的數(shù)控彎管智能輔助平臺(tái)與CATIA軟件導(dǎo)管標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)，構(gòu)建出航空導(dǎo)管快速精確數(shù)字化制造的完整框架。其中數(shù)控彎管智能輔助平臺(tái)可完成回彈自動(dòng)計(jì)算與工藝參數(shù)智能匹配，實(shí)現(xiàn)了從導(dǎo)管理論文件到數(shù)控加工文件的快速轉(zhuǎn)換生成；CATIA軟件導(dǎo)管標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)主要用于對(duì)不符合數(shù)控彎管工藝的幾何信息進(jìn)行優(yōu)化與標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非標(biāo)數(shù)據(jù)源的定量編輯。本發(fā)明構(gòu)建的航空導(dǎo)管快速精確數(shù)字化制造框架既可針對(duì)已數(shù)字化設(shè)計(jì)的航空導(dǎo)管標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)源，也可針對(duì)逆向測(cè)繪獲得的傳統(tǒng)飛機(jī)非標(biāo)數(shù)據(jù)源，為數(shù)控彎管技術(shù)的大范圍、低成本應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字化制造領(lǐng)域，尤其涉及一種航空導(dǎo)管快速精確數(shù)字化制造實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代航空器設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，其裝配精度要求也越發(fā)苛刻，相應(yīng)對(duì)航空導(dǎo)管制造提出了更高的要求。區(qū)別于普通民用導(dǎo)管裝配，航空導(dǎo)管裝配屬于典型的多重約束裝配，既要滿足兩端端口的無應(yīng)力連接，同時(shí)還需保證導(dǎo)管與機(jī)體裝夾機(jī)構(gòu)的無應(yīng)力裝配。為滿足這些要求，一方面要提高其外形尺寸精度保證其空間走向貼合度，另一方面需精確計(jì)算其兩端端口尺寸保證接口裝配連接質(zhì)量，這都迫切需要利用航空導(dǎo)管先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)來解決。

近年來各航空企業(yè)均投入巨額資產(chǎn)引入美國產(chǎn)伊高·伊頓成套設(shè)備來大力推廣導(dǎo)管數(shù)字化制造技術(shù)，均取得了不錯(cuò)的效果，實(shí)現(xiàn)了部分導(dǎo)管的數(shù)字化制造。該成套設(shè)備性能出眾，操作簡(jiǎn)單，很好的適應(yīng)了航空導(dǎo)管“多數(shù)模、小批量”的生產(chǎn)特點(diǎn)。但由于是對(duì)國外技術(shù)的直接引進(jìn)，同時(shí)缺乏針對(duì)性的二次開發(fā)，使其只適用于已數(shù)字化設(shè)計(jì)機(jī)型或同等質(zhì)量數(shù)據(jù)源，而難以推廣應(yīng)用到現(xiàn)有未進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)的二、三代飛機(jī)，這使其應(yīng)用范圍與深度都受到了很大限制。另該成套設(shè)備引入成本十分高昂，為覆蓋一個(gè)機(jī)型的導(dǎo)管數(shù)字化制造能力，需投入將近一千萬元人民幣。

雖然國外設(shè)備投資大，應(yīng)用范圍也有限制，但現(xiàn)今國內(nèi)航空企業(yè)并無好的替代方案，因?yàn)槟壳皣a(chǎn)普通數(shù)控彎管機(jī)均無回彈自動(dòng)補(bǔ)償功能，且加工工藝參數(shù)無法自動(dòng)匹配，操作過程復(fù)雜，很難適應(yīng)航空導(dǎo)管“多數(shù)模、小批量”的生產(chǎn)特點(diǎn)，更難以大范圍推廣應(yīng)用到現(xiàn)有未進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)的二、三代飛機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

該方法實(shí)現(xiàn)主體框架由四個(gè)部分組成，分別是數(shù)控彎管機(jī)、關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)、CATIA平臺(tái)與數(shù)控彎管智能輔助平臺(tái)，其中前兩者為硬件設(shè)備，后兩者為配套軟件。在該架構(gòu)所配硬件中，數(shù)控彎管機(jī)、關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)均采用國產(chǎn)通用型設(shè)備，相比國外高端成套設(shè)備其價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。為解決國產(chǎn)數(shù)控彎管機(jī)操作復(fù)雜，智能化水平低，尤其是不能實(shí)現(xiàn)回彈自動(dòng)補(bǔ)償?shù)纫幌盗袉栴}，架構(gòu)主要依托自主研發(fā)的數(shù)控彎管智能輔助平臺(tái)與基于CATIA平臺(tái)的導(dǎo)管標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)來提升整體框架功效，使其能達(dá)到或接近國外高端成套設(shè)備的水平。

數(shù)控彎管智能輔助平臺(tái)主要為實(shí)現(xiàn)數(shù)控彎管機(jī)的快速智能化操作。該平臺(tái)具有4大功能模塊，即管形數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、模具信息生成模塊、回彈算法生成模塊和加工文件生成模塊，其中算法信息生成模塊與加工文件生產(chǎn)模塊為核心模塊。管形數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、模具信息生成模塊分別用于導(dǎo)管理論幾何數(shù)據(jù)的錄入與加工模具尺寸信息的錄入；算法信息生成模塊通過讀取管材試驗(yàn)報(bào)告，利用塑性力學(xué)方法計(jì)算出特定管材的比例回彈率和固定回彈率；加工文件生成模塊通過分別讀取管形數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、模具信息生成模塊、回彈算法生成模塊錄入或生成的信息，同時(shí)根據(jù)這些信息進(jìn)行自動(dòng)回彈補(bǔ)償計(jì)算，工藝參數(shù)自動(dòng)匹配計(jì)算，最終生成一個(gè)數(shù)控彎管機(jī)可直接執(zhí)行、無需二次干預(yù)的加工文件，基于該加工文件數(shù)控彎管機(jī)可一鍵自動(dòng)制造出目標(biāo)導(dǎo)管。通過該輔助平臺(tái)的運(yùn)用，可大大提高數(shù)控彎管機(jī)的智能化水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)控彎管機(jī)的快速高效操作，同時(shí)顯著提升目標(biāo)導(dǎo)管的制造精度。