隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(jī)床工藝精度檢測等技術(shù)，以及基于Delcam在機(jī)檢測技術(shù)實現(xiàn)工藝和質(zhì)量自動化分別進(jìn)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(jìn)行檢測，而機(jī)床停機(jī)待檢，數(shù)控機(jī)床到三坐標(biāo)，然后返回數(shù)控機(jī)床，這樣多次反復(fù)，確定下一道工序是否進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(yùn)工件到三坐標(biāo)測量機(jī)的成本？超大型工件如何搬運(yùn)？　　

● 成本多少？　　

● 復(fù)雜形狀零件如何裝夾？　　

● 如何知道機(jī)床正在加工廢品？　　

● 返修零件裝夾的時間成本？　　

● 機(jī)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(jī)床停滯造成多少成本浪費(fèi)？

　　針對在機(jī)質(zhì)量控制技術(shù)而言，不僅僅需要機(jī)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(jī)床擁有測頭，是否符合在機(jī)檢測標(biāo)準(zhǔn)呢？回答是否定的。在機(jī)檢測要具備：依托設(shè)計的CAD模型，進(jìn)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(bǔ)傳統(tǒng)數(shù)控制造工藝的質(zhì)量控制盲點(diǎn)、缺環(huán)。在機(jī)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(xì)的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)。

　　在機(jī)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(jī)床能夠執(zhí)行的檢測程序，并進(jìn)行碰撞干涉檢查。對數(shù)控機(jī)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(jī)床本身的代碼來實現(xiàn)在機(jī)檢測，并輸出檢測結(jié)果，同時可以支持五軸機(jī)床。

二、基于在機(jī)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(jìn)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。基于Delcam在機(jī)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(jī)床上任意放置的工件，通過數(shù)控機(jī)床具備的在機(jī)檢測功能，通過數(shù)字化手段對零件進(jìn)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(jìn)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(jī)制造企業(yè)戰(zhàn)斗機(jī)前翼工藝自動化和質(zhì)量自動化案例進(jìn)行探討。戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)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(jī)的飛行狀態(tài)，如俯仰、翻滾等，保持飛機(jī)在擾動氣流中的飛行平衡，并能產(chǎn)生部分升力。飛機(jī)制造過程中，初期以能升空、穩(wěn)定飛行、機(jī)動能力和基本性能為主要指標(biāo)，隨著飛機(jī)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(jī)機(jī)翼的質(zhì)量自動化工藝改進(jìn)，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(jī)機(jī)翼的工藝質(zhì)量穩(wěn)定性案例，我們首先從裝夾方式進(jìn)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(jī)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(jī)、修改工藝、效率低下浪費(fèi)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(jìn)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(jī)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(jī)；較少的工藝步驟；減少局部處理過程；大幅節(jié)約費(fèi)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(jī)床檢測路徑，并在數(shù)控機(jī)床上運(yùn)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(jìn)行分析，并進(jìn)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(jī)床參數(shù)。

三、數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床及探測系統(tǒng)精度檢測方法，可快速檢測和報告機(jī)床和其探測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，用來在加工開始前確認(rèn)機(jī)床和其探測系統(tǒng)精度，以及生產(chǎn)過程中檢測因加工運(yùn)作如磨損或溫度變化而造成的任何機(jī)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(jī)床的在機(jī)檢測。

四、結(jié)束語

　　基于數(shù)控機(jī)床在機(jī)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(jìn)技術(shù)，我們可以博覽、更要細(xì)觀，或從整機(jī)產(chǎn)品終端性能找差距，從細(xì)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(jī)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。