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發(fā)動機部件材料的耐高溫水平越來越高，超高溫合金材料和尖端制造技術不斷突破，使得發(fā)動機性能不斷提升。隨著新型整體結構和精密、高效和低成本制造技術迅速發(fā)展和應用，發(fā)動機性能越來越高。
1. 發(fā)動機智能制造主要特征
智能制造包括網絡化、數(shù)字化和智能化3個核心要素，其中網絡化是基礎，數(shù)字化是手段，智能化是方向。通過本地網絡環(huán)境、支持不同設備間“數(shù)在線”鏈接及數(shù)據(jù)流動，建立協(xié)同系統(tǒng)。特征表現(xiàn)為能力單元動態(tài)配置和優(yōu)化，是實現(xiàn)本地資源集成，實現(xiàn)產品生產生命周期各個階段集成和模型貫通的手段。另一特征表現(xiàn)為制造過程模型化，定義制造的產品、過程和資源模型，通過仿真、分析和優(yōu)化，實現(xiàn)機器驅動代碼的自動生成。采用模型驅動的方法，通過虛擬環(huán)境中的仿真和優(yōu)化，指導物理環(huán)境中的制造過程，實現(xiàn)生產過程的自適應化，延展自主化能力，提高自適應程度。
智能制造通過動態(tài)感知、全面感知、檢測生產線設備以及產品的實時運行狀態(tài)，對獲取的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行及時、快速的分析，即實時分析。自主決策，按照設定的規(guī)則，根據(jù)分析結果，自主做出判斷決策，精準執(zhí)行決策，控制產品、設備和生產線的運行，實現(xiàn)自適應調整。
2. 智能數(shù)控機床
數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新，對于數(shù)控機床智能化起到了極大的推動作用。智能機床（見圖2）能夠對各種信息進行儲存、分析、處理、判斷、調節(jié)、優(yōu)化和控制。智能數(shù)控設備的主要功能包括：全面感知、檢測生產線、設備以及產品的實時運行狀態(tài)。主要功能包括自動檢查機床零點和幾何精度、系統(tǒng)檢測各軸狀態(tài)、連續(xù)自動的檢測輔助時間和碰撞保護系統(tǒng)等。
通過這些措施，常見的停機原因，如碰撞、精度偏差、漏油或漏氣以及灰塵或腐蝕等可以檢測出來，可以在機床真正停機或加工出廢品之前采取措施。同時具有工夾具數(shù)據(jù)庫、對話型編程、刀具路徑檢驗、工序加工時間分析、開工時間狀況解析和實際加工負荷監(jiān)視等功能。產品加工將全程自動化，全自動化物料輸送物流能力下，產品工藝路線將比傳統(tǒng)工藝路線縮短75%左右，將使生產線實現(xiàn)智能化管控。
3. 智能刀具管理
機械加工是智能制造的主戰(zhàn)場！90% 的零件材料去除加工仍然是依靠切削加工來完成。在零件加工過程中將加工刀具、加工參數(shù)和走刀路線在程序中設定并固化。
在零件的加工過程中，無人控制、無人換刀以及無人測量，是數(shù)控機床高智能化加工的完美體現(xiàn)。
機械加工中刀具的質量壽命尤其重要。刀具的質量壽命是刀具使用過程中，即在精加工條件下，能夠保證表面質量標準的刀具有效切削時間。對于刀具來說，只有刀具質量壽命穩(wěn)定才能在智能化制造中發(fā)揮作用。
加工現(xiàn)場配備帶有刀具管理軟件的專用刀具柜，可簡易地經由觸摸屏的操作，方便地提取刀具、返還刀具以及管理刀具。可通過更方便高效地進行刀具消耗品的分發(fā)、管理，達到減少刀具使用成本、減少機床停機時間、提高生產效率以及方便庫存管理等目的，從而實現(xiàn)智能化刀具管理。
4. 智能制造與自適應加工
目前的零件切削加工制造過程中所用的刀具多數(shù)為通用半通用刀具，無感知反饋能力，性能得不到充分利用，加工過程的可控性差。在生產準備以及零件加工過程中人工干預較多，加工效率一般。刀具磨損快、效率低導致加工成本較高。加工過程不穩(wěn)定，各零件的一致性較差。加工過程信息的獲取和控制還不能實現(xiàn)自動化。刀具狀態(tài)監(jiān)控方面，刀具折斷和磨損、切屑纏繞等無法提前預見，刀具壽命對于經驗的依賴性更強。
在自適應監(jiān)控系統(tǒng)方面，新一代的自適應監(jiān)控系統(tǒng)可以實時檢測刀具使用狀況，并具有過載保護、沖擊保護和自適應加工的功能。對于加工過程監(jiān)控做到實時、準確，極大減少空切削時間。
自適應加工系統(tǒng)的特點：自動實時識別零件加工過程的異常情況，確保加工過程穩(wěn)定；減少加工風險，降低生產成本；提質增效。可以記錄加工過程的實時狀態(tài)，保護整個加工系統(tǒng)，延長刀具的質量壽命。提高加工過程的安全性和機床的穩(wěn)定性，實現(xiàn)高效加工和無人值守。
在使用自適應加工系統(tǒng)前機床操作人員主要通過查看機床負載、聽加工時的聲音，目測零件切削加工中排屑是否通暢，感受機床振動是否增大。這樣做的最大缺點是：人為觀察和判斷有可能不及時、準確度不高，無法對加工效果作出正確評估。
自適應控制系統(tǒng)通過檢測機床主軸的負載，采用專家系統(tǒng)對采集的主軸負載信號和相應的刀具以及材料進行分析處理，調整數(shù)控設備的進給速度，使數(shù)控設備處于最佳的工作狀態(tài)。
使用自適應加工系統(tǒng)可以準確判斷零件加工異常，快速發(fā)送警告或暫停機床指令，有效評估刀具壽命，自動顯示換刀提醒。在程序設定的基礎上根據(jù)材料性能特點及實際零件余量自動調整切削參數(shù)。
刀具磨損自動進給調節(jié)：技術人員針對刀具情況設定進給速度，在加工過程中刀具逐漸磨損、主軸的負荷會逐漸增加，自適應系統(tǒng)每隔一定時間測量一次實時功率，專家系統(tǒng)根據(jù)刀具的磨損情況自動調節(jié)進給速度，以滿足加工中主軸負荷恒定的要求。
刀具的切入、切出過程以及材料的余量變化都會對零件和刀具產生沖擊，自適應系統(tǒng)可以對刀具和工件進行有效地沖擊保護。
當?shù)毒咴谇腥牍ぜ囊凰查g，自適應系統(tǒng)會根據(jù)負載的大小降低進給速度，并且持續(xù)一段時間后恢復到合理加工狀態(tài)。自適應系統(tǒng)通過降低進給速度，減小因刀具碰撞所帶來的損害，達到延長刀具質量壽命的目的。
加工過程優(yōu)化：在加工過程中，系統(tǒng)要對進給量進行實時測量、調整，避免切削力過大或突變對刀具和工件造成沖擊，降低機床顫振，保證機床精度。同時使零件的加工表面顫紋減小，提高加工零件的表面質量，縮短加工時間，真正達到提質增效的目的。可以促進部分工序達到無人值守的水平，為零件加工工藝優(yōu)化提供實時數(shù)據(jù)支持，使零件的加工質量及效率得到提高。
5. 結語
先進的裝備的廣泛應用滿足了發(fā)動機制造高效、高質量和低成本的要求。國際先進發(fā)動機在智能制造工程上的實踐、全自動化集成控制技術研發(fā)代替人工工藝流程等方面取得了重要進展，發(fā)動機智能制造水平必將不斷提升。
云之佳智能制造方案涵蓋：大數(shù)據(jù)分析、企業(yè)運營層、制造運營層、設備聯(lián)網及集成等，J-CLOUD MOM制造運營管理涵蓋生產執(zhí)行（MES）、質量控制（QMS）、庫存控制（WMS）、設備維護（EAM）四大領域的制造活動，并對這些領域之間的協(xié)作進行管理。
（摘自：《金屬加工》）
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