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杨霄 薛铁民
“以往靠纸质文件管理,保存困难不说,来来回回跑审签更是麻烦,文件准确性也不能完全保证,这样反复折腾,工作效率不高,心里也窝了一肚子火。”说起数控程序信息化变革以前的窘境,航发动力工艺员艾明明一脸委屈。不光如此,数控程序编制审签耗时长、工艺管理问题多等也令他头疼不已,迫切需要创新手段方法提升效率。
随着航发动力新品增多及数控加工设备的广泛应用,数控程序数量也随之剧增。传统纸质文件管理、人工监控模式的弊端逐步暴露,人工管理维护已经逐渐跟不上形势发展需要。
“数控程序以纸质方式及电子文件形式共同存储,程序状态一致性、共享性及可追溯性差;数控程序技术状态管理以人工统计、分析、监控为主,工作量大且效率低,容易出现程序状态更新不及时、文文不符等问题。”工艺员刘军团说。
航空发动机叶片、机匣、盘等关键零部件具有结构复杂、材料去除率高、难加工等特点,数控程序编制多年积累的经验、技巧未得到有效固化,无法持续传承,对人员经验依赖严重。
这些问题直接造成新入职工艺人员数控程序编制效率低、编制质量参差不齐,不能满足加快产品研制的现实要求。“问题就像心病,一天不祛除,我们心里就一天也不舒服。”刘军团说。
治病去疾,首先要切准症结。航发动力工艺技术中心围绕程序编制复杂、手动编程量大、编程质量不高的零件开展深入调研,经产品结构特点综合分析,决定选取机匣、叶片、盘三种类型零件开展特征编程。
同时,工艺技术中心对原有程序管控进行流程重构,利用信息化手段将试制和定型程序管控流程合并,保证程序状态的继承性;另一方面,以原有结构化工艺规程的工序为对象创建数控程序,实现数控程序与工艺规程、工序、工序版本、设备、工艺模型等数据的关联管理。
“将成熟的数控编程策略及参数通过数字化手段固化下来,可实现工艺策略、加工经验数据的在线管理和实时共享,整个流程也将进一步标准化、规范化,显著提高零件数控程序编制效率,工人实操起来更加便捷、高质高效。”说到改进后的效果预期,工艺员赵海军无限憧憬。
变革的过程并非一帆风顺,经历了不少沟沟坎坎。
初版系统上线运行后,数控程序审签记录需要扫描后上传,占用线下资源,开发人员马上“三易其稿”,打通全流程线上审签渠道;系统操作说明书与现场操作多处不匹配,工艺人员、开发人员及现场工人结合需求反复研讨,迭代更新方案;系统使用功能陆续收到改进建议,工艺人员组织相关工具、模块迅速嵌入……
既然要变,就要拿出变的决心和勇气,旧疾不去,容光难展。
工艺技术中心对盘类特征进行梳理分析,建立了外圆、内圆、端面、内孔、槽等几何特征库,零件加工方案明确、走刀精准;建立标准外圆粗/精加工、标准内圆粗/精加工、端面U型槽粗/精加工规则库,加工路线、深浅科学规范。
针对机匣槽、凸台等零件特征,工艺技术中心从机匣开粗、环槽加工、凸台加工等多方面设置了编程加工策略,通过特征编程实现了辅助几何体创建、刀轴设置、切削参数设置等编程过程自动化,避免了手动操作进程,编程效率明显提升。
此外,工艺技术中心还定制开发了叶片辅助几何体快速生成工具,加入叶身、缘板、圆角清根等专用加工模板,实现了驱动曲线自动创建、刀轴角度自动设置,单个加工刀路的编程用时有效缩短。
值得一提的是,系统中设置的数控程序更改提醒及仿真判断环节,提高了数控程序的准确性,从流程建设上有效保证了输出数控程序的质量,可有效降低程序错误造成的质量风险。
“将数控程序固化至信息化系统中,查找、调取更加方便,且唯一性、权威性得到了保障,干起活来更踏实了,也更顺畅了。”信息化管理终于有了眉目,让工艺员王飞倍感欣慰,他们基于产品数据管理系统(PDM)实现了数控程序创建、仿真控制、更改、审签确认等整个过程的管控,从纸质化到数字化,数控程序管理更加便捷,为加速数字化转型“最后一公里”建设夯实了基础。
“现在不用再跑来跑去找人审签了,线上运行就是方便。另外,程序有了归档渠道,不必担心数据出错。”
“不用像以前一样把大量数据都存在资料室了,减少了资料遗失、损毁的问题。”
“我们工人最担心的就是拿到手的程序跟机床上的程序不对应,现在通过系统下发,程序的准确性得到保障,干起活来心里更踏实。”
……数控程序的变革,让基层一线受益匪浅。在PDM系统中,针对叶片、机匣、盘的编程,工程技术人员只需轻轻点击几次鼠标,程序即可生成,不用再像以往手动建立数十个加工辅助面、不断改变加工区域和策略等;选择一道工序,即可开始创建数控程序,且数控程序的编制、更改、审签以及确认等环节清晰可视。
目前,系统中的数控程序已累积存储上千条,这对数控加工及产品质量提升来说无疑是一笔隐形的财富。
“后续,我们还将在现有数控程序管理基础上,进一步探索PDM到分布式数控系统(DNC)等的数据传输,不断提升数控程序数据传递的效率和可靠性。”刘军团说。
数字化应用赋能生产加工,让产品制造驶上了“快车道”。
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