飛機鈑金成形信息化的關鍵技術解決路徑

張海寶

摘 要：作為航空制造業的核心技術，飛機鈑金技術水平直接影響到航空制造業的發展。在信息化時代，鈑金成形信息化是飛機鈑金技術的發展趨勢。文章介紹了現階段國內外關于飛機鈑金成形信息化的研究情況以及飛機鈑金信息內涵，并在此基礎上提出了飛機鈑金信息關聯技術、數據庫技術、飛機鈑金信息規范技術、飛機鈑金信息獲取與利用技術，旨在推進飛機鈑金成形技術的信息化水平，提高飛機鈑金件的質量。

關鍵詞：飛機;鈑金成形;信息化;關鍵技術

二十世紀前，手工是主要的鈑金成形方式，二十世紀后，手工被模具沖壓取代，巴納金成形技術的機械化、自動化水平顯著提升，鈑金制造領域迎來快速發展期，鈑金技術在航空航天領域的應用越來越多，航空鈑金件的結構非常復雜，除了要體積小、韌性好、形狀多變之外還具有批量小、種類多、鈑金成形方式較多等特點。而現代信息化技術有力推動了飛機鈑金技術的發展，鈑金成形信息化技術也在持續完善中，采用合適的方法和模具需要結合大量鈑金制造相關工藝、設備、產品、材料的信息。傳統的鈑金制造過程中這些信息被分別存儲在多個介質中，完整性難以保證，對飛機鈑金成形質量有直接影響，尤其是結構復雜的飛機鈑金件成形質量和效率難以保證。因此，必須解決當前鈑金成形信息化方面存在的表達、量化、提取、存儲不規范，效率不高等問題。文章文章介紹了現階段國內外關于飛機鈑金成形信息化的研究情況以及飛機鈑金信息內涵，并在此基礎上提出了飛機鈑金信息關聯技術、數據庫技術、飛機鈑金信息規范技術、飛機鈑金信息獲取與利用技術，旨在推進飛機鈑金成形技術的信息化水平，提高飛機鈑金件的質量。

一、飛機鈑金成形信息類型及其存儲形式

飛機鈑金成形信息主要由鈑金制造相關工藝、設備、產品、材料信息構成，在設計飛機鈑金成形加工方案，制定加工工藝，確定相關參數，制作模具的過程中都需要參考這些信息，借助信息化技術和信息化工具來提升飛機鈑金成形知識的重復使用率，提高飛機鈑金成形技術水準。飛機鈑金成形材料信息主要包括批次、名稱、出廠時間、供貨商、密度、抗拉強度、壓縮強度、沖擊強度、剛度、楊氏模量、拉伸曲線、泊松比、最小彎曲半徑、杯凸試驗值、拉伸系數、厚向異性指數、異性參數、材料模型等。其中批次、名稱、出廠時間、供貨商等信息可以從廠家那獲取;密度、抗拉強度、壓縮強度、沖擊強度、剛度、楊氏模量、拉伸曲線、泊松比等量化信息需要通過試驗獲取，拉伸曲線屬圖形類信息;最小彎曲半徑、杯凸試驗值、拉伸系數、厚向異性指數、異性參數、材料模型等成形性能參數信息需要通過特定工藝試驗獲取，其中厚向異性指數需要進行拉伸試驗獲取，其他各向異性參數與材料模型有關，主要材料異性模型有。

（1）Barlat各向異性模型

（2）三參數Barlat各向異性模型

（3）HILL48屈服準則彈塑性本構模型

通常飛機鈑金材料供應商不提供材料的成形性能參數，而不同供應商，不同批次的飛機鈑金材料成形性能不同，因此，在加工之前應該先進行試驗以檢測飛機鈑金材料的成形性能，這樣就不可避免地浪費飛機鈑金材料，尤其是成形極限試驗需要耗費較多的飛機鈑金材料，成本高，工作量大。如果在出廠之前完成試驗，并將成形性能等信息提供給廠家就能夠有效節約成本。因此，飛機鈑金材料供應商可利用信息化技術和工具獲取飛機鈑金材料信息，并建立信息數據庫，從根本上解決當前飛機鈑金材料信息不完整，不規范，重復使用率低，試驗成本高等問題。

二、飛機鈑金成形信息化關鍵技術

1、信息關聯技術

在鈑金成形制造領域，尤其是飛機鈑金成形制造領域，信息化建設進程不斷加快，但是仍然存在很多亟待解決的問題。在以前的飛機鈑金成形制造過程中主要采用手工方式記錄信息，各種信息之間的關聯很弱，更別說高效精準地信息查詢。因此，需要利用現代信息技術和工具，結合飛機鈑金成形制造地實際情況，合理選用信息及信息存儲方式，飛機鈑金成形相關的材料信息主要有陳述性信息、量化信息，因此可以保存在數據庫中，飛機鈑金誠信制造工藝方面的信息主要分為陳述性信息、模型信息，可以結合數學模型、數據庫來存儲信息，并構建和強化各種信息之間的關聯。例如，毛坯數學模型、幾何特征等飛機鈑金成形加工工藝信息可以用電子表格保存，但管理難度較大，因此，可設置對應的表格文件名進行分類保存，構建信息之間的關聯，便于管理。

2、數據庫技術

飛機鈑金成形制造相關信息數量龐大，類型眾多，為了方便管理信息，需要利用數據庫技術對信息進行分類，建立相應的數據庫，以便為飛機鈑金成形制造提供相關的材料信息、加工工藝流程、規范操作等信息，實現飛機鈑金成形加工知識重復運用，從而更加高效地控制飛機鈑金成形加工質量，確保飛機鈑金成形工藝模型、參數的利用效率和精度。如圖1所示，框肋零件回彈補償工藝模型建模工具提取的信息可以利用XML與基于知識的彎邊回彈預測工具實現集成，從而大大提高回彈補償的效率和準確度。

3、信息規范技術

在飛機鈑金成形制造過程中需要用到大量的信息，且信息之間存在千絲萬縷的聯系，但這些關聯性很強的信息在同一載體時如果不進行有效管理，就很容易出現混亂。因此，在實際工作中可以利用信息技術實現信息之間的關聯，可通過知識定義對信息進行規范處理，用編碼量化信息。針對飛機鈑金成形制造過程中具有代表性的信息可以CAD數據格式統一處理，避免數據異構，確保信息符合MBD標準，對信息進行有效管理，確保信息的特征、命名更加規范。針對各種飛機鈑金成形加工數據的存儲方式、數據格式以及相關成型信息等都要進行規范管理。

4、信息獲取與利用技術

在飛機鈑金成形制造過程中，各種信息存在差異，對應的信息獲取方法也不同。在飛機鈑金成形制造實際工作中可以通過數據庫查詢的方式來獲取鈑金成形加工的相關信息，查詢到的結果可直接用于飛機鈑金成形加工制造。可通過對飛機鈑金成形加工操作平臺及相關模具數據倉庫進行優化，以確保能夠高效獲取和利用具有代表性的飛機鈑金成形加工工藝流程以及加工模具等信息。

三、結束語

綜上所述，隨著現代信息技術的不斷發展，數字化制造技術不斷發展。目前我國已經在飛機鈑金成形信息化方面獲得了較大的發展，企業已經建立或正在建立符合自身實際情況的信息數據庫，利用現代信息技術和工具管理飛機鈑金成形加工的相關信息，但還不夠，還需要不斷加快飛機鈑金成形信息化建設步伐，提升飛機鈑金成形加工信息化水平，有效解決信息孤島問題，有效保證信息的完整性，提高獲取信息的效率以及鈑金加工信息重復利用率的問題并沒有得到妥善解決。利用頂層設計和統籌全局等方法可更好的研究信息化技術，提升整體水平。

參考文獻：

[1]王俊彪， 韓曉寧， 劉闖. 飛機鈑金零件多態模型幾何信息定義方法[J]. 西北工業大學學報（02）：88-93.

[2]王俊彪， 陸興海， 劉闖. 基于知識重用的飛機鈑金工藝決策與智能設計[J]. 機械科學與技術（11）：7-10.

[3]吉晶晶， 廖文和， 郭宇， et al. 飛機鈑金特征自動化建模技術研究[J]. 中國制造業信息化（11）：51-53+56.

[4]閆建華. 鈑金成形信息化關鍵技術及應用[J]. 自動化應用（10）：60-61.