航天外壳样机系统研制

目前，航天外壳零部件制造单元拥有非常完备的设备基础，包括立式数控车床5台、立式加工中心4台、卧式镗铣加工中心4台、数控磨床2台、激光自动导引AGV3台、数控车床1台。在此基础上，面对“多品种、小批量”的生产模式，实现零件工艺的快速设计，还存在以下问题：

• (1)航天器外壳零件加工特征多且几何形状相似，基于特征识别的特征提取方法计算时间长，容易误判几何形状相似的加工特征。
• (2)航天器壳体部件对工艺路线的可靠性要求较高。 在设计过程中，工艺人员需要查阅大量历史工艺文档并反复查阅，严重制约了工艺设计的效率。
• (3)航天器外壳零件加工特征多，受复杂工艺规则约束，手工工艺路线规划效率低下。

针对以上问题，分析一下系统的主要需求：

• (1)航天器外壳部件包括形状、内部形状、圆形窗口等10多个典型特征。 典型的加工特征分类清晰，复用率高，构成了大部分零件的主体结构。 针对航天器外壳部件的典型特征，通过特征参数化建模实现特征提取，有效保证了特征提取的效率和正确性。 因此，基于西门子NX10.0二次开发API，设计了基于参数化建模的特征提取工具，将零件3D模型中包含的工艺信息转化为结构化的特征元素矩阵。
• (2)车间过程数据已经积累到一定程度。 可以针对航天器外壳部件的典型特征设计工艺决策规则挖掘工具，挖掘工艺数据中包含的工艺决策规则，利用工艺决策规则提取工具对目标特征匹配合适的处理方法。
• (3)以结构化零件特征为输入，开发工艺路线规划工具，实现工艺路线的快速规划。 根据系统需求，对零件从3D模型到工艺路线的过程进行系统开发。 首先基于参数化建模建立零件三维模型，将零件三维模型信息中包含的加工特征参数信息和加工特征关系信息通过特征提取工具。 其次，利用流程决策规则挖掘工具，在历史流程数据中挖掘流程方法决策规则，输出决策规则库。 零件结构化模型使用过程决策规则提取工具从决策规则库中提取相应的处理方法。 技术人员为加工特征分配制造资源以形成三维工艺步骤矩阵。 另一方面，根据工艺特征关系信息和工艺步骤关系信息，组织工艺步骤趋势图，通过工艺路线规划工具进行工艺路线规划。

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