El mecanizado CNC de la carcasa de la nave espacial

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La investigación en este artículo tiene la siguiente importancia en aplicaciones prácticas: (1) Importancia de proceso de mecanizado diseño para partes de caparazón típicas de naves espaciales. Al establecer un modelo de red de conocimiento del proceso agregado por la máquina, las reglas de decisión del proceso de minería y la planificación inteligente de las rutas del proceso, se puede aumentar la tasa de reutilización del conocimiento del proceso para las partes típicas del caparazón de las naves espaciales para mejorar la eficiencia y la calidad del diseño del proceso. (2) Importancia de referencia para el diseño del proceso de mecanizado de piezas estructurales típicas de otras naves espaciales. La producción de naves espaciales, como satélites, también presenta las características de "múltiples tipos y pequeños lotes", y existen problemas similares en el diseño de procesos de mecanizado. Por lo tanto, los resultados de la investigación de este artículo también tienen un gran significado de referencia para el diseño del proceso de mecanizado de otros productos de naves espaciales.

Las piezas del caparazón de la nave espacial son una de las partes estructurales centrales de la nave espacial. Se trata principalmente de conchas de cono y columna con un diámetro inferior a 1300 mm y una altura inferior a 1700 mm. El material utilizado es principalmente aleación de aluminio forjado y fundido, que tiene la función de conexión y soporte. Según la relación posicional de cada elemento funcional de la nave espacial en el espacio, puede coordinar el movimiento. Dado que los diferentes tipos de naves espaciales realizan una variedad de tareas, llevan diferentes componentes funcionales, lo que da como resultado varios tipos de partes del caparazón de las naves espaciales. Como se muestra en la Figura 1-1, hay tres partes típicas del caparazón de una nave espacial. .

_{Durante el período del "Decimotercer Plan Quinquenal", con el rápido aumento de las misiones espaciales, la demanda de piezas de caparazón de naves espaciales ha aumentado drásticamente.}
agregar. En comparación con los productos mecánicos generales, las piezas del caparazón de las naves espaciales tienen las características de lotes pequeños, variedades múltiples, tiempos de ciclo cortos y reemplazo rápido del producto. Durante el proceso de producción, siguen apareciendo problemas como la distribución desigual de tareas y la escasez periódica de recursos de fabricación. Tradicional El modelo de producción a gran escala y de baja flexibilidad de la empresa no ha podido satisfacer las necesidades de desarrollo actuales de múltiples modelos y desarrollo simultáneo de alta densidad.

Hoy en día, con el rápido desarrollo de la industria de fabricación aeroespacial, el taller de fabricación de piezas de caparazón de naves espaciales ha alcanzado un cierto nivel de digitalización. Con el uso de centros de mecanizado CNC, AGV guiados automáticamente y otras instalaciones de hardware, sistemas de almacenamiento CNC y sistemas de ejecución de fabricación digital, el sistema de adquisición de datos del taller y otro software de análisis de gestión basado en la estructura de la "línea de producción de carcasa digital" se está volviendo cada vez más perfecto, la eficiencia del mecanizado de las piezas ha mejorado gradualmente y la calidad del mecanizado también se ha garantizado mejor. Sin embargo, el proceso de diseño del proceso de mecanizado de las piezas del caparazón de la nave espacial sigue adoptando el método tradicional, basándose únicamente en el diseño artificial del artesano, lo que limita la mejora del nivel de fabricación. Después del análisis, el proceso de mecanizado tradicional.

El método de diseño tiene principalmente los siguientes dos inconvenientes:

• (1) Elevados requisitos técnicos. La planificación de la ruta del proceso de mecanizado debe considerar los diversos atributos del producto. En comparación con otros productos mecánicos, los requisitos de fabricación de las piezas del caparazón de las naves espaciales son más complicados y requieren que los técnicos tengan reservas de conocimientos profesionales y estén familiarizados con los recursos de fabricación del taller. Además, las características de ciclo corto y reemplazo rápido también requieren que el personal de proceso diseñe rápidamente una ruta de proceso efectiva.
• (2) La eficiencia del diseño del proceso es baja y el costo es alto. Al diseñar la ruta del proceso, el personal del proceso debe leer una gran cantidad de pautas de producción, dibujos y manuales de proceso para obtener el conocimiento del proceso contenido en las piezas. Las tareas son engorrosas y hay muchas tareas repetitivas. En particular, la estructura de las partes del caparazón de la nave espacial es compleja y el número de características es grande, y existe una necesidad urgente de tecnologías relacionadas para respaldar la recuperación rápida del conocimiento del proceso.

En el ciclo de producción del producto, el diseño del proceso de mecanizado es el puente que conecta el diseño y la fabricación. Para las empresas de fabricación, el diseño del proceso de mecanizado es su alma y su capacidad de diseño es la capacidad central de una empresa para mantener su ventaja competitiva. Un método o tecnología de diseño de proceso de mecanizado eficaz puede mejorar eficazmente la calidad del producto, acortar el ciclo del producto y reducir los costos de producción. Por lo tanto, la inteligenteización del diseño del proceso de mecanizado de las piezas del caparazón de la nave espacial es un factor clave para mejorar el nivel de fabricación.

A través del análisis de los problemas existentes en los métodos de diseño tradicionales, se encuentra que las razones fundamentales que restringen el diseño eficiente y de alta calidad del proceso de mecanizado de las piezas del caparazón de la nave espacial son:

• (1) Los datos históricos del proceso no se han utilizado de forma eficaz. En el proceso de diseño y fabricación de piezas, se generará una gran cantidad de datos del proceso, y la mayoría de estos datos históricos del proceso no se han almacenado ni utilizado de manera eficaz, lo que se refleja principalmente en: no hay almacenamiento estandarizado, lo que dificulta para que el personal del proceso recupere el conocimiento relevante para referencia durante el proceso de diseño; La falta de métodos de minería de conocimiento de procesos apropiados ha llevado a la incapacidad de usar de manera efectiva los datos históricos del proceso para guiar la toma de decisiones rápida de los métodos de mecanizado.
• (2) El nivel de inteligencia en la planificación de la ruta del proceso es bajo. La tecnología CAPP actual se encuentra todavía en la etapa de desarrollo y mejora, y la ruta del proceso todavía la planifica principalmente el personal del proceso en función del conocimiento del proceso. Las partes del caparazón de las naves espaciales tienen las características de una alta integración de funciones. Aunque las funciones y estructuras de las partes son diversas, las características de los componentes tienen grandes similitudes. 

Se componen principalmente de más de 10 formas típicas de concha, formas interiores, ventanas y rejillas. Características de mecanizado y una serie de características de mecanizado atípicas poco comunes. Al mismo tiempo, debido a la similitud de los requisitos de mecanizado, como los materiales y la precisión de las características típicas de las piezas, los métodos de mecanizado de las características de las diferentes piezas se pueden utilizar como referencia. 

Por lo tanto, el conocimiento del proceso de mecanizado se puede vincular en función de las características de mecanizado, y los métodos de mecanizado en los datos históricos del proceso se pueden excavar y enviar al personal del proceso, mejorando así la eficiencia de recuperación del personal del proceso y permitiendo que el personal del proceso guiar de forma rápida y eficaz el trabajo de diseño.

Además, en el proceso de diseño del proceso de mecanizado, el personal del proceso no solo debe considerar la viabilidad de la ruta del proceso, sino también minimizar el costo de mecanizado. Sin embargo, la cantidad de características de las partes del caparazón de la nave espacial es grande, y el taller digital tiene una amplia gama de equipos de mecanizado y sólidas capacidades. 

Los tecnólogos deben seleccionar los métodos de mecanizado y los recursos de fabricación adecuados para las características de mecanizado bajo las limitaciones de las reglas del proceso y agruparlos en pasos del proceso. Los pasos del proceso se ordenan racionalmente, para organizarlos en rutas de proceso económicas y prácticas. Obviamente, en comparación con las partes mecánicas generales, la tarea de planificar la ruta del proceso de las partes del caparazón de la nave espacial es más difícil y requiere mayores habilidades del personal de proceso.

Por lo tanto, es posible mejorar la velocidad de la planificación de la ruta del proceso y reducir la carga de cálculo del personal del proceso mediante la investigación de la tecnología de planificación de la ruta del proceso basada en el algoritmo inteligente.

Por lo tanto, para adaptarse al modo de producción de "múltiples tipos, lotes pequeños" de piezas de caparazón de naves espaciales, mejore el proceso.
La utilización de datos históricos y el nivel inteligente de planificación de rutas de procesos. Este artículo tomará el diseño del proceso de mecanizado de las piezas típicas de la carcasa de una nave espacial como base de investigación y analizará el conocimiento del proceso de mecanizado durante el proceso de diseño y la relación inherente entre el conocimiento. 

Guiar el modelado de la red de conocimiento del proceso de mecanizado. Sobre esta base, se introduce la teoría de conjuntos aproximados para extraer las reglas de decisión del proceso potencial en los datos del historial del proceso, a fin de obtener rápidamente el método de mecanizado de las características de mecanizado de acuerdo con las reglas de decisión para la referencia del personal del proceso. Finalmente, estudie el método de planificación de la ruta del proceso bajo la restricción de las reglas del proceso para mejorar el nivel inteligente de planificación de la ruta del proceso. Según la práctica de la ingeniería, debido al pequeño número de piezas atípicas y características atípicas, la reutilización no es alta.

Basado en el diseño del proceso de mecanizado de las partes típicas de la carcasa de las naves espaciales, este documento reorganiza la relación interna del conocimiento del proceso de mecanizado y establece un modelo de red de conocimiento del proceso con una forma de organización clara, que brinda conveniencia para la recuperación y reutilización del conocimiento del proceso; proceso de investigación El método de minería de reglas de decisión puede hacer un uso completo del conocimiento empírico para guiar la toma de decisiones de los métodos de mecanizado; mejorar el nivel inteligente de diseño de procesos mediante el estudio del método de planificación de rutas de procesos basado en un algoritmo inmunológico específico; y aplicar los métodos teóricos anteriores y la investigación y la práctica de tecnología Desarrollar una herramienta para extraer características de fabricación de piezas típicas de naves espaciales, una herramienta para extraer y extraer reglas de decisión de procesos, y una herramienta de planificación inteligente para rutas de procesos para mejorar la eficiencia del diseño del proceso y el nivel de inteligencia de las piezas típicas del caparazón de las naves espaciales.

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