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制定了在线检测技术规划方案和生产线产品检验方案

近年来,为适应数字化条件下产品快速高精度验收和数据有效传递的需求,航空工业昌飞依托直升机动部件智能工厂环境,通过反复实验和测试,有效解决了结构复杂空间关联尺寸多、精度要求高的零件加工和检测技术难题,初步建立了直升机动部件智能制造环境下的数字化检测技术应用体系,开启直升机动部件智能制造模式下数字化检测与质量管控,向高质量发展转变的征程上阔步迈进。

突破在线检测新技术

在线检测技术可以通过直接安装在生产线上的设备,利用软测量技术进行实时检测、实时分析、实时反馈,为过程控制、质量控制、过程管理与决策等提供支持。这项技术已被工业发达国家的先进制造企业大量应用,如波音、空客等都已普遍采用基于数字化检验设备的产品三维检测手段,建立了集成化的全三维数字化检验系统平台,制定了相应的三维数字化检验技术规范,显著提高了检验效率与产品质量。

然而,相对于三维数字化设计、制造技术的快速发展与普及,国内航空制造领域在基于三维模型的数字化检测技术应用方面尚显滞后,与国际航空工业发达国家的差距十分明显。

2015年,昌飞为满足智能工厂的建设需求,从数字化检测技术的基础做起,一方面成立在线检测技术研究与应用工作团队,开展技术交流和内部讨论,制定了在线检测技术规划方案和生产线产品检验方案,规划了动部件产品检测业务流程和相关软硬件的技改需求,明确了研究方向;一方面从满足技术要求、工程应用及价格方面综合考虑,确定了与北航以课题研究与工程应用相结合的模式,开展在线检测项目的合作开发,完成了详细设计方案的评审。

经过多年努力,昌飞相继突破了在机测量与补偿加工脱机编程,面向西门子、海德汉、发那科数控系统的在机测量与补偿加工后置、CMM的脱机编程、基于PC-DMIS的测量程序后置、现场质量检测数据采集、检测数据管理及分析软件开发,建立与CPS系统进行检测数据交互的直升机旋翼系统数字化检测集成应用系统等众多关键技术;并于2018年8月,打通了在线加工检测反馈的全闭环技术路线,实现了质量数据自动记录、分析和显示,检测结果与工序生产流程相关联,数据可追溯,标志着在线检测技术正式上线。

截至目前,昌飞已全面打通了智能工厂6条生产线的在机测量数据采集通道,并在4条生产线开展工程化应用,初步实现了检验规程的三维化与无纸化、检测数据的结构化与可追溯性,建立了数字化检测技术标准体系。

创新检验新模式

直升机动部件结构复杂、空间关联尺寸多、精度要求高,加工、检测难度大,严重影响着节拍化生产。为了解决这一难题,昌飞在在线检测技术的研究基础上创新检验模式、检验技术手段和检验技术规范,建立数字化检测集成系统,有效促进了直升机动部件实物品质提升,为后续进一步开展直升机动部件产品品质提升打下了基础。

数字化检测集成系统以MBD模型为核心,实现了检测规划、测量编程、检测执行、统计过程管控全过程的三维可视化。此外,通过与CPS系统的集成,实现了检测业务与制造过程的紧密集成,将工序自检、专检、总检,自动化检测数据采集以及现场质量管控融入制造过程,使检测技术体系从传统模式向智能工厂环境下的MBD集成检测模式跃迁,创新了检验模式;将三维检验规划、基于模型的脱机编程、在机测量与补偿加工、三维检验规程驱动的过程质量数据采集等数字化检测技术手段应用于直升机动部件智能制造环境,实现了与直升机动部件智能制造模式相融合的数字化检测技术体系,创新了检验技术手段;面向数字化检测业务与直升机动部件智能制造过程融合的需求,建立了新的检验工作流程,编制了一系列新的检验技术规范,可有效支持数字化检测业务与动部件制造业务在业务流程与数据交互方面的集成,创新了检验技术规范。

数字化检测集成系统是昌飞智能工厂继智能仓储与物流、智能管控后的又一个新领域探索。它颠覆了传统的零件测量方式、质量数据存储和质量管控模式,是航空领域零部件智能制造的重要组成部分,可有效提升高精度复杂零件的检验规程编制效率,实现检测过程与制造过程的无缝集成,实现检测数据、检测记录的结构化与可追溯性,极大提升了高精度复杂零件的检测水平与质量管控能力。与此同时,通过与生产过程相融合的在机离线检验业务的全过程数字化管控,实现质量记录信息化,解决了纸质存档质量记录易填写错误、查询不方便和检测结果无法快速、准确传递到加工和质量部门进行分析和改进的问题,形成了制造检验环节的全闭环和持续改进的生产模式,提升了与产品相关软件的品质提升。