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Die Bedeutung der CNC-Bearbeitung von Raumfahrzeugschalen

Die CNC-Bearbeitung von Raumfahrzeugschalen


Die Forschung in diesem Artikel hat in der praktischen Anwendung folgende Bedeutung:

  • (1) Bedeutung von Bearbeitungsprozess Design für typische Schalenteile von Raumfahrzeugen. Durch die Einrichtung eines maschinell hinzugefügten Prozesswissensnetzwerkmodells, Entscheidungsregeln für den Abbauprozess und die intelligente Planung von Prozessrouten kann die Wiederverwendungsrate von Prozesswissen für typische Hüllenteile von Raumfahrzeugen erhöht werden, um die Effizienz und Qualität des Prozessdesigns zu verbessern.
  • (2) Referenzbedeutung für die Gestaltung des Bearbeitungsprozesses von typischen Strukturteilen anderer Raumfahrzeuge. Auch die Herstellung von Raumfahrzeugen wie Satelliten weist die Eigenschaften von „Mehrfachtypen und Kleinserien“ auf, und ähnliche Probleme bestehen bei der Gestaltung von Bearbeitungsprozessen. Daher haben die Forschungsergebnisse dieses Artikels auch eine starke Referenzbedeutung für das Design von Bearbeitungsprozessen anderer Raumfahrzeugprodukte.

Die Bedeutung der CNC-Bearbeitung von Raumfahrzeugschalen

Die CNC-Bearbeitung von Raumfahrzeugschalen. -PTJ CNC-BEARBEITUNG Shop

Schalenteile von Raumfahrzeugen sind einer der Kernstrukturteile des Raumfahrzeugs. Es handelt sich hauptsächlich um Kegel- und Säulenschalen mit einem Durchmesser von weniger als 1300 mm und einer Höhe von weniger als 1700 mm. Das verwendete Material ist hauptsächlich geschmiedete und gegossene Aluminiumlegierung, die die Rolle der Verbindung und Unterstützung übernimmt. Entsprechend der Positionsbeziehung jedes funktionalen Elements des Raumfahrzeugs im Weltraum kann es die Bewegung koordinieren. Da unterschiedliche Arten von Raumfahrzeugen eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen, tragen sie unterschiedliche Funktionskomponenten, was zu unterschiedlichen Arten von Raumfahrzeugschalenteilen führt. Wie in Abbildung 1-1 gezeigt, gibt es drei typische Schalenteile von Raumfahrzeugen. .

Während des „13. Fünfjahresplans“ ist mit der raschen Zunahme der Weltraummissionen die Nachfrage nach Schalenteilen von Raumfahrzeugen stark gestiegen.
hinzufügen. Im Vergleich zu allgemeinen mechanischen Produkten zeichnen sich Schalenteile von Raumfahrzeugen durch kleine Chargen, mehrere Varianten, kurze Zykluszeiten und einen schnellen Produktaustausch aus. Während des Produktionsprozesses treten weiterhin Probleme wie eine ungleichmäßige Aufgabenverteilung und ein periodischer Mangel an Fertigungsressourcen auf. Traditionell Das wenig flexible Großserienmodell des Unternehmens war nicht in der Lage, die aktuellen Entwicklungsanforderungen an mehrere Modelle und gleichzeitige Entwicklung mit hoher Dichte zu erfüllen.

Mit der rasanten Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie hat die Fertigungswerkstatt von Raumfahrzeugschalenteilen heute einen gewissen Digitalisierungsgrad erreicht. Mit dem Einsatz von CNC-Bearbeitungszentren, automatisch geführten AGVs und anderen Hardwareeinrichtungen, CNC-Speichersystemen und digitalen Fertigungsausführungssystemen werden Werkstattdatenerfassungssysteme und andere Managementanalysesoftware, die auf der Struktur der „digitalen Rohbaufertigungslinie“ basiert, immer mehr perfekt, die Bearbeitungseffizienz der Teile hat sich nach und nach verbessert und die Bearbeitungsqualität wurde auch besser gewährleistet. Der Entwurfsprozess des Bearbeitungsprozesses der Schalenteile des Raumfahrzeugs verwendet jedoch immer noch die traditionelle Methode und verlässt sich ausschließlich auf die künstliche Konstruktion durch den Handwerker, was die Verbesserung des Herstellungsniveaus einschränkt. Nach der Analyse das traditionelle Bearbeitungsverfahren.

Die Entwurfsmethode hat hauptsächlich die folgenden zwei Nachteile:

  • (1) Hohe technische Anforderungen. Die Routenplanung für den Bearbeitungsprozess muss die verschiedenen Eigenschaften des Produkts berücksichtigen. Im Vergleich zu anderen mechanischen Produkten sind die Herstellungsanforderungen von Schalenteilen von Raumfahrzeugen komplizierter, sodass die Techniker über professionelle Wissensreserven verfügen und mit den Fertigungsressourcen der Werkstatt vertraut sind. Darüber hinaus erfordern die Eigenschaften des kurzen Zyklus und des schnellen Austauschs auch das Prozesspersonal, um schnell einen effektiven Prozessweg zu entwerfen.
  • (2) Die Effizienz des Verfahrensdesigns ist gering und die Kosten sind hoch. Bei der Gestaltung der Prozessroute muss das Prozesspersonal eine Vielzahl von Fertigungsrichtlinien, Zeichnungen und Prozesshandbüchern lesen, um das in den Teilen enthaltene Prozesswissen zu erlangen. Die Aufgaben sind umständlich und es gibt viele sich wiederholende Aufgaben. Insbesondere die Struktur der Raumfahrzeughüllenteile ist komplex und die Anzahl der Merkmale ist groß, und es besteht ein dringender Bedarf an verwandten Technologien, um einen schnellen Abruf von Prozesswissen zu unterstützen.

Im Produktproduktionszyklus ist die Bearbeitungsprozessgestaltung die Brücke, die Konstruktion und Fertigung verbindet. Für Fertigungsunternehmen ist das Design von Bearbeitungsprozessen seine Seele, und seine Designfähigkeit ist die Kernfähigkeit eines Unternehmens, um seinen Wettbewerbsvorteil zu wahren. Eine effektive Designmethode oder -technologie für den Bearbeitungsprozess kann die Produktqualität effektiv verbessern, den Produktzyklus verkürzen und die Produktionskosten senken. Daher ist die Intelligentisierung der Gestaltung des Bearbeitungsprozesses der Schalenteile von Raumfahrzeugen ein Schlüsselfaktor, um das Fertigungsniveau zu verbessern.

Durch die Analyse der bei den traditionellen Konstruktionsmethoden bestehenden Probleme wurde festgestellt, dass die grundlegenden Gründe, die die effiziente und qualitativ hochwertige Gestaltung des Bearbeitungsprozesses der Raumfahrzeugschalenteile einschränken, folgende sind:

  • (1) Historische Prozessdaten wurden nicht effektiv genutzt. Im Prozess der Teilekonstruktion und -fertigung wird eine große Menge an Prozessdaten generiert, und die meisten dieser historischen Prozessdaten wurden nicht effektiv gespeichert und verwendet, was sich hauptsächlich in folgenden Punkten widerspiegelt: Es gibt keine standardisierte Speicherung, was es schwierig macht für das Prozesspersonal, um während des Konstruktionsprozesses relevantes Wissen als Referenz abzurufen; Das Fehlen geeigneter Methoden für das Process Knowledge Mining hat dazu geführt, dass historische Prozessdaten nicht effektiv genutzt werden können, um eine schnelle Entscheidungsfindung für Bearbeitungsmethoden zu lenken.
  • (2) Der Intelligenzgrad der Prozessroutenplanung ist gering. Die aktuelle CAP-Technologie befindet sich noch im Entwicklungs- und Verbesserungsstadium und die Prozessroute wird noch hauptsächlich von Prozesspersonal basierend auf Prozesswissen geplant. Schalenteile von Raumfahrzeugen haben die Eigenschaften einer hohen Integration von Funktionen. Obwohl die Funktionen und Strukturen der Teile vielfältig sind, weisen die Eigenschaften der Komponenten große Ähnlichkeiten auf. 

Sie bestehen hauptsächlich aus mehr als 10 typischen Schalenformen, Innenformen, Fenstern und Gittern. Bearbeitungsmerkmale und eine Reihe ungewöhnlicher atypischer Bearbeitungsmerkmale. Gleichzeitig können aufgrund der Ähnlichkeit der Bearbeitungsanforderungen wie Materialien und Präzision der typischen Merkmale der Teile die Bearbeitungsmethoden der Merkmale verschiedener Teile als Referenz verwendet werden. 

Daher kann das Wissen über den Bearbeitungsprozess basierend auf den Bearbeitungseigenschaften verknüpft werden, und die Bearbeitungsmethoden in den historischen Prozessdaten können ausgegraben und an das Prozesspersonal weitergegeben werden, wodurch die Abrufeffizienz des Prozesspersonals verbessert wird und es dem Prozesspersonal ermöglicht wird, die Konstruktionsarbeit schnell und effektiv leiten.

Darüber hinaus muss das Prozesspersonal bei der Gestaltung des Bearbeitungsprozesses nicht nur die Durchführbarkeit der Prozessroute berücksichtigen, sondern auch die Bearbeitungskosten minimieren. Die Anzahl der Funktionen der Raumfahrzeugschalenteile ist jedoch groß, und die digitale Werkstatt verfügt über eine breite Palette von Ausrüstungsbearbeitungen und starken Fähigkeiten. 

Technologen müssen geeignete Bearbeitungsmethoden und Fertigungsressourcen für die Bearbeitung von Merkmalen unter den Einschränkungen von Prozessregeln auswählen und sie in Prozessschritte gruppieren. Die Verfahrensschritte sind rationell sortiert, um sie in wirtschaftliche und praktikable Verfahrenswege zu gliedern. Offensichtlich ist die Aufgabe der Planung der Prozessroute der Raumfahrzeughüllenteile im Vergleich zu allgemeinen mechanischen Teilen schwieriger und erfordert höhere Fähigkeiten des Prozesspersonals.

Daher ist es möglich, die Geschwindigkeit der Prozessroutenplanung zu verbessern und die Berechnungslast des Prozesspersonals durch die Erforschung der Prozessroutenplanungstechnologie basierend auf dem intelligenten Algorithmus zu reduzieren.

Verbessern Sie daher den Prozess, um sich an den Produktionsmodus „Multi-Type, Small Batch“ von Raumfahrzeugschalenteilen anzupassen
Die Nutzung historischer Daten und die intelligente Prozesswegeplanung. Dieser Artikel nimmt das Design des Bearbeitungsprozesses typischer Schalenteile von Raumfahrzeugen als Forschungshintergrund und analysiert das Wissen über den Bearbeitungsprozess während des Konstruktionsprozesses und die inhärente Beziehung zwischen dem Wissen. 

Leiten Sie die Modellierung des Wissensnetzwerks Bearbeitungsprozess. Auf dieser Grundlage wird eine Grobsatztheorie eingeführt, um die potentiellen Prozessentscheidungsregeln in den Prozessverlaufsdaten zu ermitteln, um schnell das Bearbeitungsverfahren der Bearbeitungseigenschaften gemäß den Entscheidungsregeln als Referenz für das Prozesspersonal zu erhalten. Studieren Sie schließlich die Prozessroutenplanungsmethode unter der Einschränkung von Prozessregeln, um das intelligente Niveau der Prozessroutenplanung zu verbessern. Aufgrund der geringen Anzahl von atypischen Teilen und atypischen Merkmalen ist die Wiederverwendbarkeit nach Ingenieurpraxis nicht hoch.

Basierend auf dem Bearbeitungsprozessdesign typischer Schalenteile von Raumfahrzeugen ordnet dieses Papier die interne Beziehung des Bearbeitungsprozesswissens neu und erstellt ein Prozesswissensnetzwerkmodell mit einer klaren Organisationsform, das den Abruf und die Wiederverwendung von Prozesswissen erleichtert; Forschungsprozess Die Mining-Methode der Entscheidungsregeln kann empirisches Wissen nutzen, um die Entscheidungsfindung von Bearbeitungsmethoden zu leiten; Verbesserung des intelligenten Niveaus des Prozessdesigns durch Studieren der Prozessroutenplanungsmethode basierend auf einem spezifischen Immunalgorithmus; und Anwendung der oben genannten theoretischen Methoden und Technologieforschung und -praxis Entwicklung eines Tools zum Extrahieren von Fertigungsmerkmalen typischer Raumfahrzeugteile, eines Tools zum Abbau und Extrahieren von Prozessentscheidungsregeln und eines intelligenten Planungstools für Prozessrouten zur Verbesserung der Prozessdesigneffizienz und des Intelligenzniveaus typischer Schalenteile von Raumfahrzeugen.

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