数字化技术在航天产品加工过程中的应用策略
常小玉 晏浚译 吴其骏 应可怡 高明琪 刘瑞
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常小玉 晏浚译 吴其骏 应可怡 高明琪 刘瑞,. 数字化技术在航天产品加工过程中的应用策略[J]. 航空航天学报,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157015.
摘要: 在我国航天领域高质量发展的影响下,我国对于航空产品加工的需求也在不断提高。国内数字化技术的发展为航天产品的加工提供了全新的技术支持。故此,本文以航天产品加工作为研究对象探讨了数字化技术应用策略。在我国航天产品加工的过程中,数字化技术的应用要求相关人员引入数字化总装工艺设计,为后续的产品批量生产和组装提供支持,配合数字可视化的批产装配,保证航天产品的加工质量和效率逐渐提升。同时,相关企业要引入数字化工厂技术根据实际的产品需求综合使用多项技术成果进行产品生产,促进我国航天领域的高质量发展。
关键词: 数字化技术;航天产品加工;应用
DOI:10.12721/ccn.2025.157015
基金资助:

1、数字化的总装工艺设计

三维模型作为目前航天产品设计的重要因素,但在总装工艺设计中,顶层的数字化设计并未融入其中,质量控制文件和工艺规程通常都是由相关人员以产品的三维数字样机和二维图纸为基础进行设置和编辑,导致工艺文件的指导性会因为技术水平和从业经验的不同而存在明显的差异。在这种情形下,我国航天产品的加工过程要求相关人员引入数字化的总装技术以此实现总体配装的通用工艺流程、方法和规范在数字化工艺设计平台中的全方位储存以及模块化分类[1]。在这种技术的影响下,相关人员可以在产品的设计加工环境以装配流程作为基础,直接调用对应的模块,从而形成符合产品生产的具体工艺规程,根据具体的生产要求合理进行修改。在具体操作的过程中,设计人员需要以特定型号的文件设计要求及装配方法为基础,针对系统收录的工艺规程进行针对性修改,建立与产品生产相关的正常工艺文件。随后,相关人员可以基于设计方案下发有关总体三维数字样机和修改之后的工艺文件,利用现代工艺方程软件进行工艺操作方面的方式验证。在得到仿真验证结果之后,设计人员可以利用工艺设计平台进行组装工艺文件的针对性调整和修改,全面发挥工艺文件在现场加工操作中的指导性。

2、数字可视化的批产装配

当下我国航天领域的持续发展对航天产品的生产效率和质量要求也在不断提高,之前单一零件的生产方式无法满足具体的航天领域发展需求。随着数字化技术的引入,批产装配流程可视化技术得以成为我国航天产品生产制造的全新技术支持,能够集成现场指导和指导资源调配等多项功能[2]。设计人员在利用数字可视化的批产装配工作流程的过程中,可以针对每一个工序利用后台计算机以及移动终端调取装配工序的各个指导信息,以三维动画视频、图片影像讲解等内容为主,以此为现场的组装直接提供指导,帮助相关人员摆脱对个人生产经验的依赖,确保制造资源的利用率能够明显提升,产品的批量生产流程也会变得越发顺畅。在数字化的批产装配程序应用过程中,相关人员可以在配置操作工位时查看三维数字计算机,并为其配备固定式和移动式终端,确保操作人员能够在狭小的空间对于部分以及单机三维装配形态科学调整。同时,相关人员可以将数字化组装工艺阶段产生的装配仿真以及各种技能操作教学视频进行观察,确保技术人员能够针对仪器单机、分离系统等环节制作相应的视频,将其上传到数字化工作平台上,针对航天产品的安装要求、方法全面进行学习和实验。

3、数字化工厂技术在航天产品中的应用

在我国航天领域持续发展的影响下,数字化技术得以在于航天领域产品生产中逐渐普及,并且随着我国航天产品制造领域规模的持续扩张,数字化工厂技术也逐渐得到普及。设计人员可以利用数字化工厂技术在产品的研发设计环节建立相应的三维模型,因为这一模型本身就具备数字化属性,在PDM平台中进行了初步的信息采集和处理,工厂可以通过平台进行下载所需的产品模型。专业人员在产品生产的过程中可以进行工艺规程和数控程序的编制,在工艺效率、生产质量等方面都有着明显的优势,并且技术人员可以针对制造工艺进行仿真验证,包括了三维模型分析、精细化工艺路径分析等。在航天产品制造环节,数字化加工装备也是特别常用的技术类型,又可以分为柔性制造单元和系统两个方面,前者包括了一台或多台数控以及加工中心,可以根据产品的生产需求由相关人员自主进行刀具和夹具的更换,在形状复杂、加工工序简单的零件生产中应用较为广泛[3]。柔性制造系统则是以制造单元作为出发点,通过物流传送系统融入生产系统,可以帮助技术人员利用计算机自主进行管理和控制,满足不同产品的加工需求。

总结

在我国航天产品加工生产的过程中,数字化技术作为现代信息技术发展的代表性成果,数字化的总装工艺设计、数字化的批产装配以及数字工厂技术的应用价值逐渐凸显,要求相关人员根据产品的生产工艺流程建立完善的总装工艺平台,实现不同部门数据的及时沟通以及分享,配合模型的验证对于各项设计工艺进行调整,提高航天产品的生产设计质量。

参考文献

[1]弋洁,杨艺峰,徐阳.面向航天电子产品的表面贴装数字化生产线构建技术研究[J].航天制造技术,2021(01):19-22+44.

[2]王得成,屈明杰,张尚松,高东宇.面向批产的航天产品数字化总装及质量控制技术[J].中国新技术新产品,2021(03):51-53.

[3]王庆. 航天产品壳体数字化生产线关键技术研究[D].国防科技大学,2020.