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数控历史背景

时间:2015-11-02 07:44来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
传统的数控是在John T.Parsons大量开创性工作基础上逐步建立的。20世纪40年代后期。Parsons设想了用记录有坐标位置数据的穿孔卡来控制机床工作。通过控制机床以微小的增量运动来加工机翼曲面。1948年,Parsons对美国空军表明了他的想法,随后美国空军为麻省

 传统的数控是在John T.Parsons大量开创性工作基础上逐步建立的。20世纪40年代后期。Parsons设想了用记录有坐标位置数据的穿孔卡来控制机床工作。通过控制机床以微小的增量运动来加工机翼曲面。1948年,Parsons对美国空军表明了他的想法,随后美国空军为麻省理工学院的伺服机构实验室的一系列研究项目提供费用。

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  麻省理工学院首先研制了数控铣床的样机,即将仿型铣床改装为带有定位伺服机构的三轴铣床。1952年,第一台数控机床问世了,到了1953年,数控机床的一些潜在功能逐渐得到发挥。

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  不久以后,机床制造商制定了介绍商用数控装置的计划。一些诸如制造飞机机身的工厂,着手设计数控装置的机床以满足他们的特殊生产的需要,美国空军继续资助麻省理工学院开发研究数控机床的零件编程语言,即现在广泛使用的APT语言(Automatically Programmed Tools),APT语言能使程序员用简单的英语语句写成加工指令来控制机床。尽管使用APT语言编制的程序,对许多计算机来说是太冗长了,但由于它的许多优点,APT语言仍被广泛地应用于现代工业,很多其他现代的编程语言仍基于APT概念。

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  所谓飞机工厂的特殊生产需要,即:产量少,转型快,质量要求高,并且现代高速战斗机的设计中为了提高结构的强度重量比,增加使用中的可靠性,扩大机体内部的有效空间,使用了大量的整体结构件。除了一般的整体壁板、整体框和梁以外,在F—14和“狂风”等变后掠翼飞机中,整个中翼盒采用全钛的整体结构。机翼的转轴支座与中翼盒侧壁连成一体。主要结构件用钛合金厚板铣切加工后再用电子束焊熔接。切削加工中80%以上的原材料变成了切屑。与过去的薄壁铆接结构比,飞机壳体制造工时的分配比例发生了显著变化。据个别工厂统计,采用整体结构后全机壳体制造总工时中板金零件的加工工时从原来的29%下降为19%,机械加工工时从14%上升为40%,装配工时从51%下降为34%,其余的表面处理和热处理工时从6%变为7%。 本文来自www.eadianqi.com

  整体结构件承受的载荷大,空间协调关系复杂,质量要求严格,用普通机床加工不但制造周期长,生产中的薄弱环节多,废品率高,加工容差大,而且引起零件超重。只有采用数控加工后,才使局面得到根本改观。因此国外的飞机工厂,近年来都扩建了数控车间,配置了上百台大型数控机床,建立完善的计算机编程、控制系统,充分发挥这一先进技术在新机研制和批生产中的主导作用。例如美国麦道飞机公司从1975年起发展群控系统,采用计算机三级管理的形式。最上面一级使用IBM3033大型机,运行零件的加工程序,将结果输送到中间一级普宜PerkinElmer3220超级小型机中,再由后者将控制信息分配到IBM7控制系统中,一台IBM7带动8台机床。到1981年时,整个群控系统一共带动109台机床。加工重要的钛合金整体框时,使用监控系统检查刀具的实际走刀路线是否与程编要求一致,防止由于机床的偶然故障而产生废品。西德MBB飞机公司为了生产“狂风”的钛中翼盒,利用28台数控机床组成了自动化制造系统。除了在机床控制中使用计算机三级管理的群控系统外,在车间内还组织了三条自动供应线,利用车间的不同层次空间,将铣刀、夹具和毛坯运送到加工工作地。钛合金加工的刀具磨损量大,为此建立了刀具刃磨、测量和分档的专门工段。刀具库内存放6万把铣刀。整个系统的管理水平和自动化水平都很高。这种生产组织形式中将数控机床的毛坯、刀具、夹具供应以及成品和切屑的运送进行统筹安排,组成各种自动传输线,并由计算机统一管理和控制,被称之为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  从上述实例不难看出数控加工在现代化飞机上所占的举足轻重的地位以及国外为了充分发挥它的效益而在技术上、管理上所作的巨大努力。

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