探究航空发动机零部件数字化检测技术的应用

探究航空发动机零部件数字化检测技术的应用

赵新宇, 田孝宇, 胡庆圆

 郑州航空工业管理学院  河南省郑州市  450046

摘要：在科技水平不断提高的支持下，航空发动机零件检测数字检测技术的发展越来越成熟，不仅能充分满足高质量安装发动机零件的需求，但也有助于提高装配技术的整体水平，进一步提高航空发动机运行的安全性和稳定性。如何将数字检测技术应用的价值付诸实践目前是所有相关人员都需要考虑的问题。

关键词：航空发动机；零部件；数字化检测技术；应用

数字检测是数字制造的关键技术之一，也是自适应和智能制造的先决条件。数字检测技术可以提高航空发动机零件制造、装配测试整个过程中质量数据的收集、传输、分析和反馈能力，提高产品质量控制能力，为故障分析定位、过程优化、优化提供快速高效、完整准确的主动数据，装配过程公差分布、零件偏好和性能调整，以促进航空发动机性能的迭代改进

1数字化检测技术在航空发动机零部件检测中的作用

面对精密度、复杂度不断提升的航空发动机零部件，保证各零部件装配质量非常关键，在此过程中数字化检测技术的有效应用，对发动机零部件整体装配质量的提升有着关键作用。通过对航空发动机装配作业情况的调研与分析，发现各零部件装配需要耗费大量时间，整个装配作业周期极长，而装配作业质量对航空发动机整体装配效果也有着直接影响，再加上该项作业流程复杂程度较高，传统装配技术已经无法满足高精度航空发动机零部件安装要求，创新与突破关键技术瓶颈成为当下最为紧要的任务。数字化检测技术集成了多项先进技术，具有较强的实用性，发挥数字化检测技术优势，借助其功能作用协助航空发动机零部件装配作业开展，最大限度上提高各零部件装配质量与精确度，为航空发动机安全、稳定运行提供强力技术支持，同时对促进我国航空发动机向深层次发展也起到积极推动作用。

2航空发动机零部件数字化检测技术具体应用

2.1数字化检测系统总体构架

数字检测系统的一般架构包括执行层、基础层和管理应用层。执行层是数字检验系统的核心，也是执行检验操作的主要业务流程，包括检验规划管理、检验任务管理、检验数据采集和检验报告管理。基础层是数字检验企业运作的基本条件，包括系统管理、人员/印章管理、建模指导、测量仪器/设备管理、检验数据管理、检验文件管理、检验评估标准、知识积累、，检验周期统计和双网数据同步，其中管理应用层是数字检验系统与其他主要企业系统的交互，以及检验数据在车间数字管理中的实际应用，包括验证产品技术状态、宣布生产过程完成，产品质量监控和质量可追溯性、零组件优先优化和检验性能评估等。

2.2技术检测思路确定

根据航空发动机装配作业要求，在此基础上提出与制定数字化检测技术应用实施方案，并明确检测过程中所涉及到数字化检测工艺与操作流程，以PDM(ProductDataManagement，产品数据管理）为载体，建立数字化工艺结构模式，直观呈现喷管虚拟装配与协同生产全过程。由于新型喷管整体结构复杂程度较高，足够的运动空间是新型喷管部件运行的关键要素，返工浪费的情况在航空发动机零部件装配与检测过程中较为常见，因此在实际检测过程中，需要确定导致返工浪费问题情况出现的干涉因素，在检测方案制定过程中，以系统平台为基础，利用虚拟装配技术对新型喷管部件检测流程与具体检测实施路径进行模拟，以模拟仿真方式发现干涉新型喷管部件装配与检测的因素，明确检测效果最佳的数字化检测技术应用实施方案。在实际检测过程中，以喷管轴线为基础，通过选用激光跟踪模式实现对靶点坐标更加自由地转动，将靶点相应运行轨迹充分掌握和明确，并在此基础上建立轨迹方程，借助计算机设备完成相应计算。对比喷管360°全方位实际空间转角值和控制系统所显示的给定值二者间的偏差，将其控制在公差规定范围内、实际偏差不超过1°，从根本上保证新型喷管空间转角标定工作顺利开展。数字化检测技术应用前提需要以数字化装配技术为支撑，数字化装备技术具备发动机零部件装配质量在线检测功能，能够帮助装配人员及时发现干涉零部件装配质量的因素，提升航空发动机整体装配效率与质量，降低高精密度设备损坏率。作为数字化检测技术应用中最为关键的一环，VA(VirtualAssembly，虚拟装配）技术是支持虚拟制造操作实现的基础，此项技术的可视化特性能够帮助装配人员对发现问题进行有效调整与改进。由于传统装配技术无法满足高精铸度发动机零部件装配要求，利用虚拟装配技术对各零部件装配流程进行仿真模拟，并结合检测结果快速发现潜在问题，以此来提升航空发动机零部件装配工艺规划科学性，最大限度降低装配作业中操作失误概率。

2.3与PDM、MES、QMS等多系统集成应用

数字检验系统不应成为信息筒仓，应将应用程序与PDM、MES、QMS等信息系统集成，实现企业与数据的深度融合，完成设计、生产、检验和质量控制的闭环管理，并充分利用检验数据。与PDM系统集成，PDM作为产品和工艺设计中心，正确地将检验要求从工艺文件传递到检验过程，并将集成主导设计方法，实现模型、变更等的集成管理。在现场执行过程中与MES集成，质量信息的输入和输出将取决于质量信息的正确传输，同时执行制造执行规划和任务规划，将传感链路作为无缝集成的重要节点，确保自动化和智能的集成。随着QMS的整合，质量体系成为检验数据的主要消费者，通过检验数据的分析整合，构建了各种质量指标监控系统，从而实现了产品质量的实时监控、质量改进、质量可追溯性、缺陷分析等业务功能。

3结论

航空发动机企业正在经历数字化转型的重大变化，产品质量数据是企业最重要的数据资产之一，数字检测系统是产品质量数据的主要生产者，通过数字检测系统可以轻松高效地收集、整理、分类、传输产品质量数据，是企业需要逐步转向数字智能制造，提高检验工作效率，防止检验错误，提高产品质量控制能力，检验设备的使用等方面具有明显的便利作用。

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