——航天科技集團(tuán)一院利用數(shù)字化手段全流程造箭記

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展給全球制造業(yè)帶來(lái)前所未有的巨大挑戰(zhàn)，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司的火箭研制也正經(jīng)歷一場(chǎng)變革，逐步邁入數(shù)字化制造時(shí)代，使數(shù)字化融入整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程中。

數(shù)字化設(shè)計(jì)：所見(jiàn)即所得

在一院一部，設(shè)計(jì)員張東正在為一個(gè)電纜保護(hù)罩做詳細(xì)設(shè)計(jì)。從電腦屏幕上可以看到，一個(gè)色彩斑斕的三維保護(hù)罩模型正隨著張東的操作，不斷變換著大小和角度。

“以前，我們必須把立體產(chǎn)品用二維平面圖表現(xiàn)出來(lái)。以這個(gè)保護(hù)罩為例，需要投影成各個(gè)方向的視圖?！睆垨|說(shuō)。

張東負(fù)責(zé)的是長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭一級(jí)箱間段的設(shè)計(jì)，包含保護(hù)罩、蒙皮、桁條、框環(huán)、接頭和儀器支架等。所有部件的設(shè)計(jì)成果，都表現(xiàn)為電腦里一個(gè)個(gè)數(shù)字三維模型?？梢哉f(shuō)，三維模型什么樣，最后生產(chǎn)出來(lái)的實(shí)物就什么樣。

關(guān)于數(shù)字化設(shè)計(jì)最大的好處是什么，張東不假思索地說(shuō)：“直觀(guān)，能大幅度地減少設(shè)計(jì)的反復(fù)。設(shè)計(jì)如果有不協(xié)調(diào)的地方，數(shù)字模型上就能直接看出來(lái)，不會(huì)把問(wèn)題帶到工廠(chǎng)。”

數(shù)字化加工：一鍵定“乾坤”

在一院211廠(chǎng)，工人師傅按下“五軸加工中心”數(shù)控機(jī)床的按鈕，只見(jiàn)刀具按照事先編制好的程序，在金屬原材料上自動(dòng)進(jìn)行著切、削、磨等動(dòng)作，并不時(shí)停頓下來(lái)，自動(dòng)更換一把刀具，再繼續(xù)之前的加工流程。

211廠(chǎng)數(shù)控研究室副主任趙洪杰介紹，等到加工程序結(jié)束后，這臺(tái)機(jī)床還會(huì)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，工人師傅就可以把復(fù)雜結(jié)構(gòu)件直接取下來(lái)。從原材料變?yōu)槌善?，持續(xù)好幾天的加工過(guò)程，只需“一鍵”，極大地解放了人力。

“我們還會(huì)在電腦里‘試切’，也就是提前模擬一遍加工過(guò)程，看看有沒(méi)有干涉，程序哪里還需要完善，讓實(shí)際加工更流暢，質(zhì)量更可靠?！?趙洪杰說(shuō)。

數(shù)字化仿真：預(yù)知未來(lái)不是夢(mèng)

仿真，既連接設(shè)計(jì)與加工，也是連接真實(shí)世界與虛擬世界的一座橋梁?！邦A(yù)知未來(lái)”這種通常只會(huì)出現(xiàn)在科幻電影里的能力，竟然在型號(hào)研制中變成現(xiàn)實(shí)。

在一部八室數(shù)字樣機(jī)技術(shù)工程組，當(dāng)天，工程組要為長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭確定幾臺(tái)高清攝像頭的安裝位置及角度。這些攝像頭主要用來(lái)觀(guān)察監(jiān)測(cè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等部件的運(yùn)行情況?！?/p>

只見(jiàn)組員郭逸婧打開(kāi)電腦，屏幕上立刻出現(xiàn)了屹立的長(zhǎng)五火箭數(shù)字模型。隨著她的操作，再定位到二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管處，再調(diào)整……短短10分鐘，最佳安裝位置就被找出來(lái)了。有了數(shù)字化仿真，可以降低制造企業(yè)對(duì)昂貴的物理樣機(jī)的依賴(lài)，并且能夠降低時(shí)間成本。如長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭便建立了全箭三維數(shù)字樣機(jī)，在初樣階段經(jīng)過(guò)多輪數(shù)字模裝，共計(jì)發(fā)現(xiàn)干涉和不協(xié)調(diào)問(wèn)題50余項(xiàng)。