数字化赋能 生产效率大幅提升
转自：贵州日报
贵州日报天眼新闻记者袁航
航空发动机叶片的生产制造是全国装备制造领域的热点，因其加工高度依赖工人经验，自动化程度低，产品质量很大程度上取决于人工操作，且加工涉及复杂的工艺和技术挑战，这也导致了航空微孔叶片产量提升进程相对缓慢。
作为一家集设计、制造为一体的高新技术民营企业，航空发动机叶片电火花加工及机械加工是贵州安吉华元科技发展有限公司的主营业务之一。向科技创新要产能，2023年5月，安吉华元与贵州大学机械工程学院教授张大斌团队达成合作，并成立联合创新研发基地开展技术攻关。
调整激光、扫描轨迹、获取点云数据、计算……8月1日，在贵州安吉华元科技发展有限公司的智能微孔电加工生产线上，随着五轴三维测量机启动，每5分钟就能完成一个飞机发动机叶片上千万个空间面域点云数据的收集和处理。
“测量完的数据将通过算法生成新的加工程序传输到电火花加工机床，就能自动调整加工位置并打孔了。”贵州安吉华元科技发展有限公司电气工程师雷远欣说，五轴三维测量机的使用，相比过去依靠人工对孔，不仅时间减少一半以上，还极大地提高了精度和生产效率。
雷远欣说，每一个叶片都存在形变误差和装夹偏差，以前靠工人凭借工具和经验，在机床上对标样件，一个个对孔，费时又费力。
五轴三维测量机正是双方协同创新的成果。张大斌说，飞机发动机叶片的气膜孔电加工要求非常严苛，要智能化转型，需要克服的两个关键障碍是数据互通和数据配准。
为解决这一技术难题，张大斌团队通过创新的电火花协同加工航空叶片理论和方法，成功利用线激光动态扫描技术获取叶片空间面域三维数据，并利用叶片三维面域点云数据对三维模型进行重构，然后自动计算和输出加工详细参数，实现了一套算法的自适应，能适用于多种叶片型号产品的柔性重构和配准。
这个过程中，张大斌团队成功克服叶片三维数据自动计算的困难，并对叶片的安装形位偏差、微孔矢量等详细参数进行系统解析。在此基础上，他们利用学科优势开发了数字化协同模型系统，实现航空叶片千万级独立测量点的单次扫描采集。
目前，安吉华元航空叶片电火花加工综合效率提升了10%以上，产品质量得到客户高度认可。不仅如此，安吉华元还向客户提供五轴三维测量机，帮助他们提升生产效率和产品品质。
近段时间，张大斌团队和安吉华元的工程师们又开始了新的创新攻关，他们将通过数字化赋能，实现整个车间达到“黑灯工厂”的智能化生产程度。