数控系统在航空制造中的应用

精度要 求很 高、加 工周期长 （ 中间不准停 留），因此 ，
在具有高 刚性 的机床 床身上一 般要加 装Ｓｅ ｎ ４ Ｄ或 ｉ ｍｅ ｓ８ ０ ８ ０ 系统才能满足要 求 ，这主要是 由于 ８０ ４ Ｄｉ ４ Ｄ数控系统
具有分辨率 高 ，伺服 系统动态响应性高 ，程序的预读能
力强，五轴联动 功能 ，主轴转速高 ，坐标可以快速定位
等关键特性 。
一
、
国外数控系统 占据半壁江山
据 统计 ，我 公 司现有 各类 型设 备近 万台 ，其 中各
种金 属切削机 床近２８０ 台，而其 中的数 控设备 占比 ０ 余
不 ￣ ２ ％。这是 由航空 制造 的生 产 类型决 定的 ，即零 １ Ｊｏ 部 件制造 批量 小 、种类 多 、产 品试 制阶 段及交 付周 期
可实现 高 速 、高精 度加工 ，并具 有 网络功 能 ，用于加
工 中心和 铣床 等要 求加工 精度 高 、效率高 的设 备 。在 此基础 上 ，Ｆ ＡＮＵＣ 又推 出具 有 网络功 能的超小 型、超 薄型Ｆ ５ ／ １ ／２ 系统 ，控制单元与Ｌ Ｄ集成于一 Ｓ１ｉ ６ｆ １ Ｃ 体 ，具 有 网络功能 ，其Ｉ ｉｋ ／ ｌｎ 功能尤 为强大 ，各伺服 Ｏ 单元采用超 高速 光纤串行数据通信 （ Ｓ Ｂ），其中 １ ＦＳ ８
（）Ｓｅ ｅｓ ２ ｉ ｎ数控系统的优 良特性及其对我 国航空 ｍ
制 造业 加工 领域 的细枝 末节 的精 细掌 握决 定 了它的市 场 占有 率 。但 同时我 们还 不可忽 略 另一大 数控 系统制 造 商— —Ｆ ＡＮｕｃ，实际上它是 最早进入我 国航空制造
业 的数 控系统 ，￣Ｆ ＮＵＣ６ Ａ Ｍ、Ｆ ＮＵＣ ７ Ａ Ｍ系统 。对 于
等 刀具管理 、优化铣 削系统 ，主要是利 用他 们通过对数 控机床主轴切 削功率 载荷优化 ，提高现有数控 机床粗加 工效率 ；此 外像联 网组 态软 件 、Ｄ 功能等 涉及数 控 ＮＣ 系统技术前沿的软件 开发技术 。国产数控 系统距 离国际 流行数 控系统 还有一 定差距 。 ③ 国际上流行 的数控 系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ＦＮ Ｃ Ａ Ｕ 系列 ， Ｆ ｏ ｅＭａ 属于高可靠性 、紧凑型 的 ＳＰ ｗ ｒ ｔ ｅ
ＣＮＣ，主要用于 点位运动控制 ，如０ 系列可用于控制两
轴 的小 型车床 ，伺 服 系统 取代步 进 电动机 ；而Ｆ ｉ Ｓ０系
列的 整体软 件功 能包 功能 强大 、操 作方便 、智 能化 ，
Ｓ ｍ ｎ ０ Ｓ ｉ ｅｓ ２ 数控系统足以满足要求 ，而且其价位并不 ｅ ８
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参 加 磊 工冷工
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最大可控６ 、四轴联动 ；Ｆ ５— 轴 ｓ１ｉ ＭＢ，最大可控６ 、 轴 ５ 轴联 动 ；１ ｉ ６的插补 、位 置检 测和伺服控制 以纳米为单 位 ，最大可控８ 、６ 轴 轴联动 ；该系列数 控系统完全适用 于 要求 加 工空 间轮廓 复杂 的工 件且 机床 侧 电路 逻辑 关
统 ，都属于开放式 系统 ，如Ｆ Ｎｕｃ ｉｍｅ ｓ Ａ 和ｓｅ ｎ 系统向用
Ｔ Ｐ （Ｏ ＬＣ Ｎ Ｅ ＯＮ Ｏ Ｔ Ｏ ）功能 ，该数 Ｃ Ｔ Ｏ Ｅ Ｔ Ｒ Ｐ Ｉ ＴＣ Ｎ Ｒ Ｌ
控 系统 体积小 ，ＣＮＣ与Ｐ 高度集 成 ，可控 ８ ＬＣ 个通 道 ，
系复杂 的大 型５ 坐标设 备或 自 化流水 线。而为 了抢 占 动 数控 系统的高端 市场 ， Ａ Ｕ 又于近两年推 出了Ｆ ０ ＦＮ Ｃ Ｓ３ ｉ Ｃ Ｃ，也 属于纳 米级分 辨率控 制等 级 ，Ｈ 界面 更加 Ｎ ＭＩ
友 好 ，内嵌 工艺优化 软件 。在５ 坐标 加 工中 ，为 了保证 加工精度及提 高表 面质量 ，又专门开发 了 Ｓ ＯＴ Ｅ ＭＯ Ｈ Ｄ
各数控系统占比
长 、生 产准备 阶段 长等 因素 ，而数 控设 备一般 成本 较 高 ，生产周期较长 ，企业技术引进周期长 ，这些 因素都 制 约了数控 设备 的占有率。而数控系统作为数控机床的 核心部件 ， 考查数控机床性能的一项关键指标 ，其技 是
术水平影 响数控 机床的性能质量和使用效率 ，直接决定 了设备 的运 动精 度及整体性能 。目前 ，我集团公 司数控
数控系统在航空制造中的应用
西 安飞机 国际航 空制造股份有限公 司 （ 陕西 ７ ０ ８ ） 刘红安 １０ ９
高 ，其标 准配置功能完全满足用户加工要求 。但对于要
进行航空主 体零 部件 ，如飞机的翼 、长桁 、支架 、梁 、 接头和 壳体 等结 构件 的加 工 ，因零部件空间构型复杂 、
设备 的数控系统基本按 照两大系列进行配 置 ：Ｓｅ ｅ ｓ ｉｍ ｎ 系统 、Ｆ Ｎ 系统 ，这两 大数控 系统 占：９ ％，其余 Ａ ＵＣ ￣ ２ １ １
还 有意 大￣ＪＩ Ａ Ｃ 数控系统 ，辛辛那提Ａ Ｒ Ｉ ＤＩ ２ Ｆ Ｃ ＡＭＡ Ｉ ＴＣ ２ ０ 数 控系统 ， ＨＡ 数控 系统 ， ＭＡ Ａ Ｒ Ｌ １０ ＡＳ Ｚ Ｔ Ｏ 数控 系 统 ，特 种加 工设备配置的过程控制的工控 系统 。以上数 控 系统 所 占比例如附 图所示 。 （ ）德国Ｓｅ ｎ包括的 系统 的品种 多，各 系统在 １ ｉ ｍｅ ｓ 机械加 工领 域高 低端 都有 其用 武之地 ，如 对于 一台两 轴联 动再加 一个 变频 控制 主轴 转速 的车床 来说 ，选 用
个原 因造成 的 ：①国产数控 系统 的五轴 联动加工的软件 技术还 不十 分成熟 ，这就 限制 了它的应 用领域只能局限 在制造 业的 中低端 市场 ，而航 空制造 业大多涉 及５ 标 坐 复杂轮廓 、曲面 的加 工 。②国产数控 系统的的软件功能
不够强大 ，如国外的数控系统嵌入ＡＲ Ｉ ＮＣ、ＯＭＡ Ｔ ＳＣ Ｔ