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日前，由上海拓璞數(shù)控科技股份有限公司（以下簡稱“拓璞數(shù)控”）、上海交大等組成的項目團隊憑借“航空航天大型曲面蒙皮/箱底雙五軸鏡像銑削技術與裝備”，獲得2022年上海市技術發(fā)明獎特等獎。

“該項目共獲得發(fā)明專利24項、軟件著作權15項，實現(xiàn)高端工業(yè)母機在大空間高精度關鍵指標上的提升、共性技術的突破，解決了飛機火箭超大超薄曲面精密加工難題。”拓璞數(shù)控董事長王宇晗告訴記者。

這一成果建立在拓璞數(shù)控堅持以先進技術為驅動力、深耕高端制造裝備的基礎上。飛機蒙皮是決定飛機疲勞壽命的主承載零件，占機身面積約80%、重量約21%。其厚度與雞蛋殼差不多，加工過程中極易出現(xiàn)壁厚不均、銑穿扎洞等問題，是國際公認的難點。為了滿足飛機蒙皮高精度制造需求，拓璞數(shù)控經(jīng)過大量算法嘗試與驗證，自主研發(fā)了雙五軸鏡像銑削機床，發(fā)明了實時跟蹤工件法向超聲動態(tài)穩(wěn)定測厚與閉環(huán)控制技術，可加工最小壁厚范圍提高了約30%，壁厚精度提高了5倍。

“我們原本擬定了3條鏡像銑的核心技術路線。第一條是購買世界最先進的技術，第二條是與國內(nèi)廠商合作研發(fā)，第三條是攻堅克難努力實現(xiàn)自主研發(fā)。”王宇晗說，事實證明，核心技術是買不來的，只能靠自己。公司最終選擇了第三條技術路線。

研發(fā)的過程充滿艱辛。“飛機蒙皮是高價值超薄零件，單件價值達百萬元。我們開發(fā)的第一代鏡像銑裝備經(jīng)常把工件銑穿，真不敢把裝備交給客戶使用。”拓璞數(shù)控控制技術負責人姚彬說，經(jīng)過不斷鉆研，技術團隊給鏡像銑安裝了壓力、厚度等各種傳感器，并不斷迭代更新控制軟件，銑穿工件的頻率持續(xù)降低，直至完全歸零。同時，技術團隊發(fā)明了臥式雙五軸裝備新結構和雙五軸空間精度和同步精度檢測儀器，大幅提升了鏡像銑機床應用的可行性。

雙五軸鏡像銑對精度的要求有多高？姚彬舉了一個例子。一次，拓璞數(shù)控在臨時租借的場地中裝配超大行程雙五軸鏡像銑，客戶驗收日期臨近，但機床幾何精度和定位精度始終無法調(diào)試合格，大家急得團團轉。經(jīng)過晝夜不停地測試，技術人員終于發(fā)現(xiàn)問題所在：原來，廠房旁邊的公路上經(jīng)常有卡車經(jīng)過，帶來的震動在設備上被放大，導致定位誤差波動。于是，技術人員將涉及精度調(diào)試優(yōu)化的工作全部安排在鮮有車輛經(jīng)過的晚上。很快，各項指標數(shù)據(jù)調(diào)試合格，設備順利完成驗收。

與常規(guī)剛性零件的加工工藝相比，鏡像銑柔性工藝是一種全新工藝，與之配合的工藝軟件也經(jīng)歷了從無到有、從不成熟到成熟的過程。經(jīng)過大量測試，技術團隊研發(fā)了鏡像銑柔性編程加工工藝方法，匹配精度較剛性工件匹配方法提高了10倍，實現(xiàn)了柔性曲面零件上輪廓的精確加工。

通過持續(xù)迭代，拓璞數(shù)控發(fā)明了從柔性裝卡到在機建模再到自動加工規(guī)劃成套工藝系統(tǒng)與軟件，實現(xiàn)了鏡像銑工藝過程自動化數(shù)字化加工，保障了數(shù)百種飛機蒙皮的柔性生產(chǎn)。

“技術創(chuàng)新沒有止境。”王宇晗表示，拓璞數(shù)控將不斷夯實技術創(chuàng)新能力，推動產(chǎn)品迭代升級，向更深更廣的領域探索，持續(xù)為大飛機事業(yè)提供技術支撐。 （經(jīng)濟日報記者 李治國 李 景）

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