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航天外殼樣機系統研製

2021-08-21

航天外殼樣機系統研製


在前人理論研究的基礎上,針對航天器典型殼體零件的工藝設計需求,為實現零件製造特徵的提取,基於西門子NX10.0二次開發API設計了特徵提取工具. 基於Matlab系統軟件,設計了工藝決策規則挖掘工具和工藝路線智能規劃工具。 前者實現了對工藝數據潛在決策規則和目標零件加工方法決策的挖掘功能,後者實現了目標零件的工藝路線規劃。


航天外殼樣機系統研製
航天器外殼的數控加工。 -PTJ 數控加工 選購

目前,航天外殼零部件製造單位設備基礎十分完備,包括立式數控車床5台、立式加工中心4台、臥式鏜銑加工中心4台、數控磨床2台、激光自動導引AGV3台、數控車床1台。在此基礎上,面對“多品種、小批量”的生產模式,實現零件工藝的快速設計,還存在以下問題:

  • (1)航天器外殼零件加工特徵多且幾何形狀相似,基於特徵識別的特徵提取方法計算時間長,容易誤判幾何形狀相似的加工特徵。
  • (2)航天器殼體部件對工藝路線的可靠性要求較高。 在設計過程中,工藝人員需要查閱大量歷史工藝文檔並反複查閱,嚴重製約了工藝設計的效率。
  • (3)航天器外殼零件加工特徵多,受複雜工藝規則約束,手工工藝路線規劃效率低下。

針對以上問題,分析一下系統的主要需求:

  • (1)航天器外殼部件包括形狀、內部形狀、圓形窗口等10多個典型特徵。 典型的加工特徵分類清晰,復用率高,構成了大部分零件的主體結構。 針對航天器外殼部件的典型特徵,通過特徵參數化建模實現特徵提取,有效保證了特徵提取的效率和正確性。 因此,基於西門子NX10.0二次開發API,設計了基於參數化建模的特徵提取工具,將零件3D模型中包含的工藝信息轉化為結構化的特徵元素矩陣。
  • (2)車間過程數據已經積累到一定程度。 可以針對航天器外殼部件的典型特徵設計工藝決策規則挖掘工具,挖掘工藝數據中包含的工藝決策規則,利用工藝決策規則提取工具對目標特徵匹配合適的處理方法。
  • (3)以結構化零件特徵為輸入,開發工藝路線規劃工具,實現工藝路線的快速規劃。 根據系統需求,對零件從3D模型到工藝路線的過程進行系統開發。 首先基於參數化建模建立零件三維模型,將零件三維模型信息中包含的加工特徵參數信息和加工特徵關係信息通過特徵提取工具。 其次,利用流程決策規則挖掘工具,在歷史流程數據中挖掘流程方法決策規則,輸出決策規則庫。 零件結構化模型使用過程決策規則提取工具從決策規則庫中提取相應的處理方法。 技術人員為加工特徵分配製造資源以形成三維工藝步驟矩陣。 另一方面,根據工藝特徵關係信息和工藝步驟關係信息,組織工藝步驟趨勢圖,通過工藝路線規劃工具進行工藝路線規劃。

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