中航柔性蒙皮加工技术达国际领先水平 打破国外封锁(组 ...

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中航柔性蒙皮加工技术达国际领先水平 打破国外封锁


2013年10月17日  来源:中国航空报 




柔性多点支撑托架及数字化切割设备
采用柔性多点模具蒙皮零件拉形过程
国内首台蒙皮拉形柔性多点模具原型机
  航空钣金给人的始终有两个印象:一是工装模具多。每项钣金零件都至少需要一个成形模具和切割样板,一个模具只能对应一项零件,出现了大量工装模具保存的难题,造成模具库饱和,甚至出现了暂存在马路上的现象;二是“敲敲打打”多。即使如蒙皮拉形这样钣金成形的精细活也同样存在大量手工参与,钣金零件成形精度和表面质量难以和机械加工相比,长此以往,不仅钣金技术水平难以提高,还演变为一人对应一项零件的管理问题。
  利用柔性多点模具进行蒙皮拉形技术是解决上述难题的有效方法,把实体模具离散为多个不同高度的冲头。由其包络面构成多个模具型面,进一步结合计算机技术,把模具型面以数据形式存储,自动调整模具型面,使得一台柔性多点模具能够对应多项零件。
  20世纪80年代美国麻省理工学院的David E Hardt教授提出了柔性模具的概念。在美国军方的资助下,柔性多点模具蒙皮拉形技术实现了应用,取代了49%的固定模具。与此同时,随着离散化思想的柔性多点工装悄然兴起,并应用于蒙皮零件的切边、下陷加工和数字化测量,蒙皮零件的制造发生了巨大变化。
  中航工业北京航空制造工程研究所(以下简称“中航工业制造所”)始终关注该项技术发展,经过认真比较分析,认为该项技术符合航空钣金产品多品种小批量的特点,其特征是结合了数字化技术的蒙皮制造技术。
  从2002年开始,中航工业制造所以蒙皮拉形技术为突破口,在国内率先开展了柔性多点模具蒙皮拉形研究、数字化蒙皮切割测量技术研究,研制了柔性多点模具、柔性多点支撑工装以及镜像铣切系统。同时开发了工艺设计系统、模具型面优化软件系统、型面数据处理系统、数据库、设备驱动软件。通过上述软件能够准确快速预测蒙皮零件的型面,进而实现蒙皮零件的精确成形。将上述硬件和软件集成为数字化柔性多点模具蒙皮拉形系统。
  项目之初,中航工业制造所准备与国外合作尽快掌握柔性多点模具蒙皮拉形技术,而国外相关厂商漫天要价,变相实现了技术封锁。制造所下决心进行自主创新。然而柔性多点模具是机电一体化的装备,如何快速、精确、可靠地驱动数以千计的冲头,是需要解决的难题。另外,多点模具型面由不连续的点构成,拉形时必须覆盖弹性垫层以保证曲面光顺,垫层变形和材料回弹影响蒙皮成形精度和表面质量。
  针对上述难题,制造所开展了深入细致的工作。柔性多点模具表面由非连续球形冲头构成,拉伸变形时在蒙皮表面可能产生压痕,这是柔性多点模具蒙皮拉形特有和主要的缺点。综合考虑垫层厚度硬度、冲头高度差、材料厚度和变形量,制造所确定了压痕形貌及分布规律。开发了三项软件系统,包括工艺设计系统、数值仿真优化系统、函数迭代优化系统,实现了柔性多点模具蒙皮拉形的全过程优化,解决了垫层变形和材料回弹对零件精度的双重影响。通过上述多项优化算法和软件,实现了蒙皮零件成形的精确控制,解决了传统蒙皮拉形中,需要依赖人工经验的技术和管理难题。
  采用原创的伺服轴离合复用技术,一台电机能同时驱动64个冲头,大大减少了电机数量和传动环节。实现了模块化设计制造,使得模具类似积木,能够方便拼装,适应不同尺寸的零件。对于大量冲头的控制,必须大幅度压缩可编程控制器输入/输出点,此前没有现成的解决方案,制造所采用原创的行列交叉分时寻址技术,输出点压缩到5%,发明了“多点输出锁存系统”,实现了大型柔性多点模具的低成本、高精度和高可靠性。此外,制造所采用原创的多点等高差同步接力调整技术,对于等高差的冲头,通过耦合一块调整,大幅度缩短调形时间;输入分时复用技术,将多个输入点并联接入,分时处理,把输入点压缩到9%;发明了“单电机拖动多冲头的电气控制方法”,多点模具的1536个冲头调整时间在15分钟之内。
  制造所开发了柔性支撑测量切割设备,研发了曲面立体切边/刻线柔性夹持定位、真空点位单元模块化设计和快速精密调整技术,实现了蒙皮零件的精确切割和切割。最终在航空主机厂建立了一套全新、数字化的蒙皮制造体系。
  制造所开发的柔性多点模具蒙皮拉形技术在多个主机厂进行演示验证,并在沈飞公司获得应用,展示了良好的应用效果和应用前景。并为南方车辆厂研制了380公里高速列车司机室蒙皮零件,成形零件精度和质量完全满足设计要求,优于传统制造工艺制造效果,促成柔性多点模具技术在列车制造业获得应用。
  过程艰辛,但效果显著。中航工业制造所开发的柔性多点模具蒙皮拉形技术总体达到国际先进水平,部分技术处于国际领先水平,并获得国防科学技术进步一等奖。
  航空钣金是航空制造体系中的重要部分,数字化制造是其发展趋势之一,制造所正在会同主机厂、高校和研究所同仁一道,为发展我国的先进钣金制造技术共同奋进。(李志强)




中航柔性蒙皮加工技术达国际领先水平 打破国外封锁


2013年10月17日  来源:中国航空报 




柔性多点支撑托架及数字化切割设备采用柔性多点模具蒙皮零件拉形过程国内首台蒙皮拉形柔性多点模具原型机  航空钣金给人的始终有两个印象:一是工装模具多。每项钣金零件都至少需要一个成形模具和切割样板,一个模具只能对应一项零件,出现了大量工装模具保存的难题,造成模具库饱和,甚至出现了暂存在马路上的现象;二是“敲敲打打”多。即使如蒙皮拉形这样钣金成形的精细活也同样存在大量手工参与,钣金零件成形精度和表面质量难以和机械加工相比,长此以往,不仅钣金技术水平难以提高,还演变为一人对应一项零件的管理问题。  利用柔性多点模具进行蒙皮拉形技术是解决上述难题的有效方法,把实体模具离散为多个不同高度的冲头。由其包络面构成多个模具型面,进一步结合计算机技术,把模具型面以数据形式存储,自动调整模具型面,使得一台柔性多点模具能够对应多项零件。  20世纪80年代美国麻省理工学院的David E Hardt教授提出了柔性模具的概念。在美国军方的资助下,柔性多点模具蒙皮拉形技术实现了应用,取代了49%的固定模具。与此同时,随着离散化思想的柔性多点工装悄然兴起,并应用于蒙皮零件的切边、下陷加工和数字化测量,蒙皮零件的制造发生了巨大变化。  中航工业北京航空制造工程研究所(以下简称“中航工业制造所”)始终关注该项技术发展,经过认真比较分析,认为该项技术符合航空钣金产品多品种小批量的特点,其特征是结合了数字化技术的蒙皮制造技术。  从2002年开始,中航工业制造所以蒙皮拉形技术为突破口,在国内率先开展了柔性多点模具蒙皮拉形研究、数字化蒙皮切割测量技术研究,研制了柔性多点模具、柔性多点支撑工装以及镜像铣切系统。同时开发了工艺设计系统、模具型面优化软件系统、型面数据处理系统、数据库、设备驱动软件。通过上述软件能够准确快速预测蒙皮零件的型面,进而实现蒙皮零件的精确成形。将上述硬件和软件集成为数字化柔性多点模具蒙皮拉形系统。  项目之初,中航工业制造所准备与国外合作尽快掌握柔性多点模具蒙皮拉形技术,而国外相关厂商漫天要价,变相实现了技术封锁。制造所下决心进行自主创新。然而柔性多点模具是机电一体化的装备,如何快速、精确、可靠地驱动数以千计的冲头,是需要解决的难题。另外,多点模具型面由不连续的点构成,拉形时必须覆盖弹性垫层以保证曲面光顺,垫层变形和材料回弹影响蒙皮成形精度和表面质量。  针对上述难题,制造所开展了深入细致的工作。柔性多点模具表面由非连续球形冲头构成,拉伸变形时在蒙皮表面可能产生压痕,这是柔性多点模具蒙皮拉形特有和主要的缺点。综合考虑垫层厚度硬度、冲头高度差、材料厚度和变形量,制造所确定了压痕形貌及分布规律。开发了三项软件系统,包括工艺设计系统、数值仿真优化系统、函数迭代优化系统,实现了柔性多点模具蒙皮拉形的全过程优化,解决了垫层变形和材料回弹对零件精度的双重影响。通过上述多项优化算法和软件,实现了蒙皮零件成形的精确控制,解决了传统蒙皮拉形中,需要依赖人工经验的技术和管理难题。  采用原创的伺服轴离合复用技术,一台电机能同时驱动64个冲头,大大减少了电机数量和传动环节。实现了模块化设计制造,使得模具类似积木,能够方便拼装,适应不同尺寸的零件。对于大量冲头的控制,必须大幅度压缩可编程控制器输入/输出点,此前没有现成的解决方案,制造所采用原创的行列交叉分时寻址技术,输出点压缩到5%,发明了“多点输出锁存系统”,实现了大型柔性多点模具的低成本、高精度和高可靠性。此外,制造所采用原创的多点等高差同步接力调整技术,对于等高差的冲头,通过耦合一块调整,大幅度缩短调形时间;输入分时复用技术,将多个输入点并联接入,分时处理,把输入点压缩到9%;发明了“单电机拖动多冲头的电气控制方法”,多点模具的1536个冲头调整时间在15分钟之内。  制造所开发了柔性支撑测量切割设备,研发了曲面立体切边/刻线柔性夹持定位、真空点位单元模块化设计和快速精密调整技术,实现了蒙皮零件的精确切割和切割。最终在航空主机厂建立了一套全新、数字化的蒙皮制造体系。  制造所开发的柔性多点模具蒙皮拉形技术在多个主机厂进行演示验证,并在沈飞公司获得应用,展示了良好的应用效果和应用前景。并为南方车辆厂研制了380公里高速列车司机室蒙皮零件,成形零件精度和质量完全满足设计要求,优于传统制造工艺制造效果,促成柔性多点模具技术在列车制造业获得应用。  过程艰辛,但效果显著。中航工业制造所开发的柔性多点模具蒙皮拉形技术总体达到国际先进水平,部分技术处于国际领先水平,并获得国防科学技术进步一等奖。  航空钣金是航空制造体系中的重要部分,数字化制造是其发展趋势之一,制造所正在会同主机厂、高校和研究所同仁一道,为发展我国的先进钣金制造技术共同奋进。(李志强)


http://www.chinanews.com/mil/2013/10-17/5393471.shtml

我们没有的时候就封锁,我们有的时候就合作
我发现最近我们做了很多柔性的东西,比如柔性手机触摸屏幕……
直接说J20用么
深深打破         
高铁就用上了   打破估计有好几年了
这个东西很实用,不用再一个萝卜一个坑了。不过能加工的形状还得决定于柔性多点模具的变形能力
我看成了智能蒙皮
节省模具和工装好东西
隐身用的皮也可以加工吧
要是整体加工一次成型就牛B了
貌似金刚狼2上那个日本老头身子下面就枕的这个
柔性蒙皮也不是新工艺了吧?这也得打破封锁?
第一次见到这种多点模具是20年前的事了,美国发明的,应该是在尖端科技杂志上,同期也详细介绍了F-22的生产流程,当时感觉好神奇
现在品检室的异形托架就这样
我来自安徽 发表于 2013-10-18 08:59
貌似金刚狼2上那个日本老头身子下面就枕的这个
你的签名档。。。莫名的恐惧感和喜剧感
还行吧!对于我们国内算是突破!国外民机都用上十来年了!
这个有什么好处?用在什么地方?
killbills 发表于 2013-10-17 19:20
我看成了智能蒙皮
我也无耻的脑补了。。。。
感谢这些潜心研发装备制造设备的科研人员和工程师,一个一个啃下这些拖后腿的硬骨头。
冷战思维。。。。我没有,人家有,我要,人家不给,就说人家封锁我。。。太以自我为中心了。。。“合作”是谈生意,是双向选择,老话说买卖不成仁义在。。。动不动就说人家封锁,搞得好像全世界亏欠中国一样的。。。买不到肉就骂屠夫满脸长疮脚底流脓。
odahill 发表于 2013-10-19 04:13
冷战思维。。。。我没有,人家有,我要,人家不给,就说人家封锁我。。。太以自我为中心了。。。“合作”是 ...
人家就是不鸟你,就是封锁你,就是要以本伤人的时候怎么办?
“买卖不成仁义在”也要看你有没有那个资格跟他平起平坐
明明是成飞攻克的技术,为毛要说中航?某行不是白捡了个便宜?
odahill 发表于 2013-10-19 04:13
冷战思维。。。。我没有,人家有,我要,人家不给,就说人家封锁我。。。太以自我为中心了。。。“合作”是 ...
淡定呀筒子,其实很多时候我们应该感谢别人的封锁。

汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 08:31
人家就是不鸟你,就是封锁你,就是要以本伤人的时候怎么办?
“买卖不成仁义在”也要看你有没有那个资格 ...


“人家就是不鸟你,就是封锁你,就是要以本伤人的时候怎么办?”苹果不鸟三星,三星该哭么?三星不哭,不会吵着说苹果封锁他,该打官司打官司,苹果要三星代工芯片,三星照做。生意是生意,谈生意又不是谈一个就成一个的。你会不会在菜市场里对着买菜大妈喊:“一把葱要三块钱的啊!!这么贵!!你是在对我家进行食品封锁!!你这是要饿死我全家!!!”
汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 08:31
人家就是不鸟你,就是封锁你,就是要以本伤人的时候怎么办?
“买卖不成仁义在”也要看你有没有那个资格 ...


“人家就是不鸟你,就是封锁你,就是要以本伤人的时候怎么办?”苹果不鸟三星,三星该哭么?三星不哭,不会吵着说苹果封锁他,该打官司打官司,苹果要三星代工芯片,三星照做。生意是生意,谈生意又不是谈一个就成一个的。你会不会在菜市场里对着买菜大妈喊:“一把葱要三块钱的啊!!这么贵!!你是在对我家进行食品封锁!!你这是要饿死我全家!!!”
Shield 发表于 2013-10-19 08:42
淡定呀筒子,其实很多时候我们应该感谢别人的封锁。
技术进步不进步另说,蛮反感这种态度的,全世界都欠他钱的心态。小孩子要糖吃不给就哭就闹。。技术突破就突破了,还非说之前的生意没谈拢价格高是人家封锁。。。尼玛国外特斯拉就50来万,进口到国内250万,价格够高了吧,怎么不说人家技术封锁啊。。。
用的是西门子PLC。TG靠市售部件攒了一套出来。
odahill 发表于 2013-10-19 04:13
冷战思维。。。。我没有,人家有,我要,人家不给,就说人家封锁我。。。太以自我为中心了。。。“合作”是 ...
中国人不以中国为中心拿什么为中心?你以为老外都是世界主义的么?国家和国家就是利益之争,你以为是什么!稀土矿出口当年我们只是小小地限制了一下,你看美、日蹦起多高,好像我们不卖就是伤天害理一样,你把这套东西去跟白皮掰扯清楚了,再回来教训国人吧。
odahill 发表于 2013-10-19 10:23
“人家就是不鸟你,就是封锁你,就是要以本伤人的时候怎么办?”苹果不鸟三星,三星该哭么?三星不哭, ...
那中国想跟美国买架F-22,买台F119发动机你看人家鸟不鸟你?现在不是市场经济吗?反正那些也是商品,我就你谈生意,你看人家鸟不鸟你?很多高档货可以卖给棒子,为什么就不能卖中国?


楼主胡扯标题党,这叫柔性蒙皮嗷?那是柔性模具好不?这就是一种金属蒙皮加工技术,把薄金属板拉成设计的形状而已。

楼主胡扯标题党,这叫柔性蒙皮嗷?那是柔性模具好不?这就是一种金属蒙皮加工技术,把薄金属板拉成设计的形状而已。
汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 11:06
那中国想跟美国买架F-22,买台F119发动机你看人家鸟不鸟你?现在不是市场经济吗?反正那些也是商品,我就 ...
你还是没明白。。。。做生意,你想买,人家不卖,很正常。劳斯莱斯你有钱人家也不卖给你,他要审查你身份,有地位的人他才卖。。。他封锁你了?双向选择,你想要只占50%。

汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 11:06
那中国想跟美国买架F-22,买台F119发动机你看人家鸟不鸟你?现在不是市场经济吗?反正那些也是商品,我就 ...


你还是没明白。。。。做生意,你想买,人家不卖,很正常。劳斯莱斯你有钱人家也不卖给你,他要审查你身份,有地位的人他才卖。。。他封锁你了?双向选择,你想要只占50%。
再比如还是上面说的,卖菜的大妈几根葱三块钱,你觉的贵,说1块钱卖你,人家不卖。。。。人家就是不鸟你,你难道就能骂街砸摊子?人家可以不卖么?
汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 11:06
那中国想跟美国买架F-22,买台F119发动机你看人家鸟不鸟你?现在不是市场经济吗?反正那些也是商品,我就 ...


你还是没明白。。。。做生意,你想买,人家不卖,很正常。劳斯莱斯你有钱人家也不卖给你,他要审查你身份,有地位的人他才卖。。。他封锁你了?双向选择,你想要只占50%。
再比如还是上面说的,卖菜的大妈几根葱三块钱,你觉的贵,说1块钱卖你,人家不卖。。。。人家就是不鸟你,你难道就能骂街砸摊子?人家可以不卖么?
扁舟子 发表于 2013-10-19 11:03
中国人不以中国为中心拿什么为中心?你以为老外都是世界主义的么?国家和国家就是利益之争,你以为是什么 ...
“中国人不以中国为中心拿什么为中心?”以中国为中心和以自我为中心完全不搭界。。。
“国家和国家就是利益之争,你以为是什么!”争好了,没让中航不争啊。。。该怎么做就怎么做,问题是不要在语言上逞英雄。。。。很普通的商业利益纠纷被上升到国家与国家的斗争。。。本来就是这家不卖,换一家买的事情。。。。成飞不就是买零件攒起来的么?怎么没见西门子等等公司不卖?买方和卖方的心理价位不一致太正常了,说人家封锁,这不是诛心么。
“稀土矿出口当年我们只是小小地限制了一下,你看美、日蹦起多高,好像我们不卖就是伤天害理一样”人家SB是中航也可以SB的理由么?人家SB的是媒体,具体公司没这么SB,中航一个企业,不好好做企业份内的事情,做出点东西就在叫以前做不出来是谁谁谁害的。。。
做事和叫唤两不误。文章怎么写是记者的事情,你再低调和你能否攻关也没有直接关系。何况欧美对中国的非正常封锁是事实,西方利用媒体获取舆论优势的例子多得很,黑的都能说成白的,我们这方面还太嫩,还要加强,现在不是嘴仗打得太多,而是太少,而且水平太次,底气不足,只敢在国内打。

odahill 发表于 2013-10-19 10:27
技术进步不进步另说,蛮反感这种态度的,全世界都欠他钱的心态。小孩子要糖吃不给就哭就闹。。技术突破就 ...


好像有个词叫做“政治经济”,也就是说卖家要卖东西给你,需要看你是否满足他们的政治需求;中国现在推行的外交是不干涉别国内政,同时也绝不允许别国干涉我们,我们要的就是独立自主;本来呢商品在市场上只谈价钱不谈太多附加条件,但对方给我们的条件,我们无法满足他,然后他们结成联盟对我们暂时生产不出来的东西坚决不卖给我们,同时尽可能不跟我们进行技术交流,尽可能拖延我们的研发和生产;一个简单的例子,b要买A的东西,A说你得把你家的钥匙给我,你家庭要制定什么计划要告诉我,如果我不喜欢的你必须得改,如不答应这个条件,别说我不卖你东西,就是我的其他小弟也不会卖给你,有本事你自己造;试问如果你是这个家庭的主人你能为了买他的东西而甘心忍受这样的条件吗,在他们鼓吹的市场经济方面这样的交易公平吗;当家里的其他成员好不容易造出一个东西出来,然后兴高采烈的说看他们结成的联盟不卖给我的东西,我们自己也能生产,这难道有错吗,这难道不应该庆贺吗。
odahill 发表于 2013-10-19 10:27
技术进步不进步另说,蛮反感这种态度的,全世界都欠他钱的心态。小孩子要糖吃不给就哭就闹。。技术突破就 ...


好像有个词叫做“政治经济”,也就是说卖家要卖东西给你,需要看你是否满足他们的政治需求;中国现在推行的外交是不干涉别国内政,同时也绝不允许别国干涉我们,我们要的就是独立自主;本来呢商品在市场上只谈价钱不谈太多附加条件,但对方给我们的条件,我们无法满足他,然后他们结成联盟对我们暂时生产不出来的东西坚决不卖给我们,同时尽可能不跟我们进行技术交流,尽可能拖延我们的研发和生产;一个简单的例子,b要买A的东西,A说你得把你家的钥匙给我,你家庭要制定什么计划要告诉我,如果我不喜欢的你必须得改,如不答应这个条件,别说我不卖你东西,就是我的其他小弟也不会卖给你,有本事你自己造;试问如果你是这个家庭的主人你能为了买他的东西而甘心忍受这样的条件吗,在他们鼓吹的市场经济方面这样的交易公平吗;当家里的其他成员好不容易造出一个东西出来,然后兴高采烈的说看他们结成的联盟不卖给我的东西,我们自己也能生产,这难道有错吗,这难道不应该庆贺吗。
odahill 发表于 2013-10-19 18:16
你还是没明白。。。。做生意,你想买,人家不卖,很正常。劳斯莱斯你有钱人家也不卖给你,他要审查你身 ...
我当然明白你说什么,很多生产出来的东西要是能用“买卖”就能说清楚,那这个世界都不用打仗了,市场经济还是跟西方学的呢,但是人家不还是搞了“巴统”出来?“哈比”无人机和“费尔康”那笔交易怎么说?开始你情我愿的生意最后为什么泡汤了?人家的东西可以卖日本、印度、台湾、韩国、越南,就是不卖你,没有什么技术封锁,只是你不够资格?为什么不够资格?会说劳斯莱斯搞身份审查的你又怎么理解?
我说一堆废话只是对你否认“存在技术封锁”这个客观事实不认同,至于八股怎么吹牛我不讨论
喜闻乐见。继续努力。
wszaa 发表于 2013-10-17 16:55
直接说J20用么
现在没用,也许大规模生产的时候会用,但多半不会用。
因为……J-20不是钣金是复合材料……

汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 19:43
我当然明白你说什么,很多生产出来的东西要是能用“买卖”就能说清楚,那这个世界都不用打仗了,市场经济 ...


“存在技术封锁”这蒙皮加工技术要是技术封锁的,成飞怎么能买零件自己拼?!!封锁伊朗核能是包括各种零部件和技术的,相关零部件就算一个专用钢管电线都不卖,而且还不让别人卖,这个叫封锁。
汪洋大盗游击队 发表于 2013-10-19 19:43
我当然明白你说什么,很多生产出来的东西要是能用“买卖”就能说清楚,那这个世界都不用打仗了,市场经济 ...


“存在技术封锁”这蒙皮加工技术要是技术封锁的,成飞怎么能买零件自己拼?!!封锁伊朗核能是包括各种零部件和技术的,相关零部件就算一个专用钢管电线都不卖,而且还不让别人卖,这个叫封锁。