图1　机载复杂产品壳体电火花自动化柔性生产线图2　ID芯片在线内应用场景图３　高速铣削电极流程

(资料图)

航空工业南京机电以机载复杂产品壳体电火花加工为研究对象，应用先进制造技术和关键智能化装备建设电火花自动化柔性生产线。通过采用多轴工业机器人和具备自适应功能的加工设备取代了人工操作，消除了人为的操作错误；通过智能化的加工检测闭环系统能及时反馈测量数据并进行修正，保证了零件质量的一致性；通过柔性自动化系统提高加工的柔性，充分发挥设备潜能、提高设备综合效率（OEE）；应用智能管理系统将最优参数沉淀在数据库中，保持加工时采用最优的参数并可追溯；该自动化生产线电火花加工技术在国内航空航天领域达到了领先水平！

机载复杂产品壳体零件内部各工作孔系间的油路沟通孔近百个，截面形状有圆形、矩形和腰形，角度各异，这些油路沟通孔因结构空间限制，只能在电火花机床上进行加工。行业内传统的加工方法是通过几十上百套组合夹具或专用夹具安装定位壳体，同时需要制作为数更多形状各异的加工电极，一次装夹只能加工一个沟通电火花孔，加工效率非常低，对加工操作人员、检验人员的技能水平和责任心要求非常高，稍有不慎，就会造成批次性的质量问题。在新技术不断被采用的今天，采用自动化生产模式是南京机电解决制约科研生产瓶颈问题的必经之路。机载复杂产品壳体电火花自动化柔性生产线是主要由国产高速精密加工中心、国产三坐标测量仪、国产精密火花机、22米长机器人轨道、6轴机器人、全书架式物料库、配套WSM车间管理软件（含自动线单元软件）等组成的一条高精尖自动化柔性生产线。

提高生产效率和加工柔性

电火花自动化柔性生产线可以提供全天24小时不间断生产，不仅可以充分利用白天的时间，而且还可以利用晚上和节假日的时间加工。统计数据显示，电火花单机设备综合效率（OEE）通常在20%左右，但是柔性生产线里的每台设备的设备综合效率（OEE）达到70%，加工效率提高2～3倍。

快速换装换型定位系统

电火花自动化柔性生产线采用高精度定位系统定位产品/托盘，产品及其夹具安装在基准托盘上，基准托盘与机床工作台上的基准夹头连接并定位，其重复定位精度可达0.005mm以内，因此不需要人工进行打表找正产品，完全消除了人为找正的误差，确保整批产品加工的一致性。

采用先进的WSM智能车间管理系统软件

WSM车间管理软件将线内所有设备、机器人以及整个加工流程全部整合到一起实现总体控制，能够快速准确地浏览整个生产状态；具备极强的灵活性，可随时变更加工优先顺序；自动化单元的生产准备更简单、更安全，产品零件信息、在料库中的位置、加工偏移量的补偿、NC程序等均可随时待命；完全消除人为误差，缩短生产周期，增强生产安全性。

ID芯片生产管控系统电火花自动化柔性生产线采用的ID芯片是一个十六进制的二维码，不含任何其它信息，内置在一个3R芯片里，通过手持的或固定的扫描枪进行识别，可自由工作在油渍、灰尘污染等恶劣环境，不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且由于其不含除数字序列号外的任何其它信息从而具有更高的安全性。生产管理软件通过ID芯片可以把所有机床和相关资料联系在一起，实现数据流和物流的统一管理。

高速铣削电极技术在电火花加工的过程中，电极是电火花加工效果的关键决定因素。机载复杂产品壳体电火花自动化柔性生产线内的加工电极采用高速铣削方式加工成型，图3是高速加工中心设备在自动化生产线中铣削电极的流程。与传统采用的慢走丝线切割加工相比，加工效率可以提高6～10倍，且加工精度高，变形小，无毛刺，可加工薄片、细长杆等特型结构，还可加工石墨等难加工电极材料。

全自动在线检测技术电火花自动化柔性生产线引入三坐标测量仪（CMM），采用自动旋转分度带触发式测头（接触式）进行测量。机器人将加工完毕的产品及托盘送至测量位，读取ID芯片确定产品编号，自动测量管理软件自动判断所需测量程序，自动开始测量。自动化检测方法是基于Teamcenter平台的产品3D数字化模型，利用UG软件实现壳体所有电火花孔测量点云的数字化精确建模。利用三坐标测量仪自动测量技术，实现自动检测点云数据并将其与产品3D模型数据进行比对，自动出具检测报告，实现产品自动化在线检测，产线出线成品合格率达到99%以上。

机载复杂产品壳体的电火花加工自动化柔性生产线，不仅提高了设备的生产效率和产品的生产质量，同时使南京机电拥有最先进的电火花加工技术并且始终位于技术前沿。（航空工业智能制造创新中心与航空工业南京机电联合供稿）