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一、正负电子对撞机部件
簇射计数器是正负电子对撞机中谱仪的一个重要部件,用来探测正负电子对撞后产生的各种粒子,属国际高精尖装置。1984年11月,中科院高能物理研究所委托上飞厂承担对撞机桶部、端盖簇射计数器的试制,以及部分工装的设计试制和桶部簇射计数器的组装等技术攻关任务。该装置直径3.36米、长4.32米,由29万多个零、组、部件组成,总重约46吨,结构十分复杂,加工精度要求很高。在试制过程中,工厂采用的新技术、新工艺及技术革新、技术改进达60多项,并对内桶制造、铝—铅—铝板胶接及加强筋制孔、铆接等技术难点进行专题攻关,使桶部、端盖簇射计数器的制造质量达到国际先进水平。工厂于1987年9月23日完成该部件的试制、组装任务,并一次通过交付验收,安装在对撞大厅有效地工作。簇射计数器的研制成功为国家争得了国际上的地位。为此,同年12月获国务院嘉奖及荣誉证书,1990年12月获国家科委科技进步特等奖,1991年获国家重大技术装备成果特等奖。
二、洗衣机电机装配及自动测试流水线
1984年8月,飞机研究所受上海市航空宇航学会委托,为上海先锋电器厂引进的全套洗衣机电机生产线配套研制洗衣机电机装配及自动测试流水线,属国外引进设备的国内配套工程。
该工程由装配线、输送线、自动测试线(电脑测试及CMO电气测试2套系统)、堵转测试台、预检台、微机控制柜、监控测试合、自动打标记手、液压机械手(3只)、光电控制和机械手电器控制箱(3套)等组成。用微机系统实现对自动测试线和机械手的控制,操作、设计及CRT中文数据显示被测电机的6项电性能参数和日产量电机的打印。流水线总长约60米,涉及机械、电子、液压、微机等专业,技术上有相当难度。为此,该所抽调15名技术人员组成课题组,经过2年的努力,于1986年7月5日研制成功并投入试生产。在1个月内共装配及自动测试各种型号洗衣机电机2.8万余台,日产量达1200台。设备运行正常,测试手段先进,各项技术性能指标满足技术协议要求。工程投产后,使先锋电器厂电机装配工人的劳动强度大为减轻,并稳定了产品装配工艺和产品质量。
1986年8月18日,上海市手工业局、上海市家用电器公司、上海海关商检办公室、上海洗衣机总厂等单位在上海先锋电器厂召开工程交接验收会议,顺利通过验收。先锋电器厂认为:流水线工程在国内处于领先地位,具有70年代末到80年代初的先进水平。该工程获1983~1986年度上海市科技咨询优秀项目二等奖。1988年由上海市航空学会推荐,受到中国航空学会的表彰和奖励。
1987年,飞机研究所又运用该工程的技术成果,为南京微分电机厂研制小功率电机装配测试流水线,仅用1年零2个月时间就完成研制任务,从而实现了从洗衣机电机向小型单相、三相异步电机流水线的转换,具有多品种、多功能的特点。
三、上海Ⅱ号工业机器人控制器系统
上海市“七五”发展规划中重大科技攻关项目之一的上海Ⅱ号工业机器人于1984年招标,联合投标的上海工业大学、航空测控所和上海第一机床厂中标,共同承担该工业机器人样机研制任务。上海工业大学为课题总负责单位,负责总体设计、机器人本体机械设计、控制软件设计以及总调;航空测控所负责机器人控制器系统硬件的设计和制造,参加机器人总调;第一机床厂负责机器人本体的制造、装配和参加机器人总调。
上海Ⅱ号工业机器人是一台5自由度、示教再现、全电动关节式,以搬运、上下料为主的通用型工业机器人。控制器系统的主要功能是发送控制信号和接受反馈信号,实现对本体系统和周边作业装置的实时控制。研制工作主要经过系统方案论证和确定,控制箱各部分设计、加工、装配和调试,控制箱与本体系统整机联调以及总体性能测试4个阶段。
航空测控所经过多次讨论,确定控制器系统的设计方案。1985年6月,总体组提出总体方案的控制系统框图,以310系统机为核心,再配上5块80/24单极,分别控制5路伺服执行机构。后来考虑到310主机箱的槽口位置及经济性,改用1块80/24单极控制5路伺服机构,1块80/24单板控制焊接的设计方案。
1986年3~9月,对控制箱各部分进行设计、加工装配和调试。9月下旬与上海工业大学共同对控制器硬件系统进行性能测试和检验。12月,控制箱运到上海工业大学,与本体系统整机联调。控制器硬件系统配合软件程序编制,与机器人本体系统的联调,半年进行完毕。
1987午5月17日,在上海市“七五”重点科技攻关项目新闻发布会上宣布上海Ⅱ号工业机器人研制成功。6月,该机器人成功地在北京举办的中国第一届国际机器人展览会展出。
四、60工位显像管轨道式排气车电气控制系
1985年7月,上海电子管四厂发出60工位显像管轨道式排气车电气控制柜委托承包设计施工招标任务书,经过竞争,由飞机研究所中标承包,于10月9日正式签定协议书。
此项工程是显像管生产中的关键工艺——排气烧结生产流水线的重要组成部分,是一项自行设计、全部国产化的电气控制系统。该系统要对20节电热式烘箱供电,并按工艺要求对各节烘箱的温度进行自动控制;对60台排气小车在轨道上的运行提供电力拖动并进行速度调节;提供有特殊要求的阴极分解电源和电封离电源。该系统总用电量达700多千瓦,每相上千安培电流,配电电缆长达千米,是一项包括强电与电子、仪表与显示、电加热与电传动在内的综合性电气工程。
飞机研究所承接任务后,立即进行方案设计、电路图与结构图设计,采用当时先进的XMT型数字设定、数字显示、PID调节的温控仪以及12点自动打印记录仪,加温电源为可控硅无级调节。经过成品器材市场调查、外协加工定点与限产等,于1986年4月制成并进入电子管四厂现场装配,7月进行系统调试及验收。当时由于工厂供电变压器容量不够,不具备总体调试验收条件。经双方商定,设备由厂方暂时封存。1年后,应厂方要求,进行系统调试,性能指标达到协议要求。1988年11月通过验收。
五、朱家门煤码头计算机监控管理系统
上海港朱家门煤码头工程是国家“七五”计划重点建设项目之一,位于上海黄浦江东岸一侧,距吴淞口约14公里。码头设2.5万吨级专用卸煤泊位和千吨级煤炭装船泊位各1个,年吞吐能力为390万吨。主要设备有链斗卸船机、装船机、斗轮堆取料机、皮带机以及配套的传感、电器、电子设备等。港口码头虽然实现了机械化作业,但由于缺乏自动控制系统和计算机管理系统,营运管理水平较低,不能充分发挥其效能。为此,该码头管理部门委托航空测控所负责煤码头计算机监控管理系统的研制,于1986年11月开始总体设计。
该系统是码头作业流程监视控制和煤炭进出综合管理一体化的核心,要求对所有进出码头的船舶进行信息管理;对码头32条输煤流程的操作控制、作业运行过程中的信息进行处理和保存;对12个堆煤场、16个煤仓的货主进行自动分配和煤炭调度;巡回检测各大型装卸机械设施、皮带机和自动流水线。
系统的主机采用英特尔(INTEL)公司的高性能300系列工业控制微机,配以各种IEEE796标准接口模板,通过与PC584控制机联机,采集现场全部模拟量、开关量、数字量信息。中央控制室配有彩色图形终端、多台中文终端和中文打印机供管理调度员使用。系统软件采用开放式的实时多任务操作系统RMX,并充分根据系统的特性进行裁剪和重构。以多层次模块化结构设计应用软件,使功能进一步扩充和便于维护。软件包中所有任务均根据码头营运特点配以不同的优先级,人机命令则以多级下拉式菜单提示和空栏式中文输入。
1988年6月,计算机监控管理系统在码头现场安装调试后试运行。其功能达到:船泊信息管理,包括船名、航次、煤种、装卸量、进出港时间、货主等信息和查询;根据作业流程的分类组合,自动选择一条作业运行的最佳流程;自动采集并处理流程运行计量值和运行状态记录,当装卸工作达到预定值时,自动停止流程运行,并打出本次流程的工作报表;在线检测机械、电器设备的运转状态,并对故障设备进行实时报警、记录和紧急处理;自动记录各堆场、煤仓存储量的变化,煤种、货主和堆场分块号的关系;定时输出班报、日报及月、年工作报表;随机查询以往营运记录,并打印输出;随机查询显示生产营运、流程运行情况和设备状态,根据需要立即打印输出。
朱家门煤码头计算机监控管理系统于1989年7月通过国家鉴定验收后正式投入使用。
六、题桥发射台计算机实时控制系统
上海广播电视局在浦东题桥新建的中波发射台,大部分采用先进的进口全固体发射体。为充分发挥其作用,决定采用计算机管理。1987年7月起,由航空测控所和上海广播电视局题桥工程处共同研制题桥发射台计算机实时控制系统。
过去,国内广播发射台的播出主要由人工管理,而国外一些先进国家从70年代起就使用计算机管理。根据国内现有条件,发射台的大量工作也可由计算机承担。但计算机必需功能齐全、操作简单、运行可靠、维护方便、经济合算且能升级换代。上海广播电视局从1983年开始用计算机对单台发射机进行监测和控制的试验,并对集中监测整个发射台的计算机系统进行开发。但由于系统未找到最佳配置,特别是系统通讯及其可靠性方面的问题,使开发工作遇到较大困难。
航空测控所科技人员采用英特尔公司1984年推出的BITBUS这一先进技术开发发射台计算机实时控制系统。BITBUS是基于单片机(8044)的微机分布式控制系统。它把网络接口、通讯连络和处理机都集成在一块8044单片机中,同时把分布式通信软件(TASKO)和实时多任务执行程序(IDCX51)也固化在该单片机中。接口采用高可靠性的RS-485,使之仅用1对双绞线即可进行通讯。该控制系统以INTEL86/310为中央控制站,连接6台前端监控机,最长通讯距离为1.2千米的BITBUS分布式控制系统。系统采用自时钟工作方式,传送率为每秒62.5千位。
题桥发射台计算机实时控制系统于1989年3月投入试运行。同年6月22日,在上海市电子信息应用推广办公室组织的科学技术成果鉴定会上通过鉴定。结论为:该系统的研制成功,为进一步使用计算机对发射台进行管理创造了良好的条件,在主要功能上能取代美国MOSELEY公司80年代生产的发射台专用控制系统MRC-2,在将BITBUS分布式计算机控制系统应用于国内广播系统发射台控制方面属于首例,达到国内先进水平。
由于BITBUS系统的主机不仅可以是英特尔的工业控制机,而且也可以是IBM-PC机,从而使成本得以降低。这对于在国内广播系统及其他工业控制领域推广分布式实时控制系统具有很大意义。
七、核燃料组件运输容器振动监测仪
秦山核电厂为了监测核燃料在运输途中由于道路不良、挂钩撞击和紧急刹车等原因,引起燃料组件容器冲击和振动的影响,并实时记录途中超越和速度报警值的数据(包括峰值、时程等),需要研制相应的监测仪器。1988年11月,上海核工业研究设计院和秦山核电厂委托航空测控所研制多路振动分析峰值加速度测试监控系统——核燃料组件运输容器振动监测仪。
运输测振,过去大都采用机械测振法,测量精度低,可靠性差,且不能连续进行。此次研制的仪器技术要求高,应能在恶劣环境下正常使用。经科技人员精心设计,采用压电传感器解决振动物理量的转换,用微处理器芯片作为中央控制部件,对定时计时、面板控制、通道选择、A/D转换、数据采集、数据比较、出错打印、内存分配、内存保存、掉电保护和串行通讯等均实行计算和自动控制。使仪器具有体积小、实用性强、适用环境复杂程度高、可靠性强、能连续监测等优点,成为一种多用途便携式综合测控仪器。经过9个月努力,仪器研制成功,进入实地考核。
核燃料装在特殊的运输容器内,火车车厢和运输汽车也是专门设计的。垂直方向和水平前后方向的传感器分别安装在运输容器的基座上,监测仪安置在车厢卧室或汽车司机室内。1989年底,由航空测控所、上海核工业研究设计院和秦山核电厂共同组织实地试验考核。铁路运输试验于1989年12月25日~1990年1月5日进行,全程2703公里,运行时间88小时20分。公路运输试验于1990年1月10~11日进行,全程约100公里,运行时间4小时。考核结果,监测仪符合设计和验收大纲的要求。1990年2月21日,便携式核燃料组件运输容器振动监测仪通过鉴定验收,正式投入使用。
八、CT-M9多幅照相机
1987年8月,国家经委提出加速发展电子计算机体层扫描(CT)技术的设想,经过招标、论证,上海市CT国产化领导小组于12月25日决定由航空测控所承担CT子项目M9多幅照相机的国产化攻关任务,并签订技术协议。接着,该所又与上海医疗器械厂签订分承包合同。该所依靠光、机、电的综合技术优势,精心组织这次攻关。
多幅照相机是拍摄监视器屏幕上CT图像的光学装置。其结构和功能分为监视器、光学系统、机械系统、控制系统和接口5个部分,是集光、机、电为一体的高技术产品。除控制系统相互严格协调外,为确保自动送片机构工作的可靠性,工艺上必须与国外有关的产品机构协调,还必须考虑零部件和传动链的精度、刚度以及压紧力与拉片力等诸多因素的影响,以及光学镜头设计与加工的技术难度和镜头微小畸变的高标准要求。在缺乏资料的情况下,要解决高密度D4计算机板、D3模拟板的制造调试以及关键元器件的国产化一次到位十分困难。总装调试也是整个攻关过程中的技术难题。
在多幅照相机中,还必须有好的光学系统,它关系到CT胶片的图像质量。经科技人员反复讨论、论证,利用初步测量的某些技术参数进行设计,采用二组完全对称式结构,反复多次修正,设计完全满足使用要求。
在控制系统中,采用22块不同尺寸的印制电路板及12KBIT
EPROM软件。为分析弄清各程序的物理意义,设计人员在全面分析研究的基础上,校对全部印制板1.3万多根支线,改正双面板贴稿47处,查对样机全部电缆。为尽量采用国产元器件,改动印制板上器件的排列位置。
为确保光学零件的加工质量,对材料进行严格筛选。大平面反光镜尺寸大、厚度薄,直接参与镜头的成像,技术指标较高,精密抛光、镀膜等加工难度很大。在抛光过程中,发现白天温度不易控制,夜间温度相对稳定,就利用夜间操作,然后镀膜。在机械加工中,由于型腔复杂,加工易变形;钣金件形状复杂,形面尺寸精度高,相互配合面多;无暗盒自动送片装置的精度要求更高,再加上时间很紧,因而攻关队伍进行了精细的机械加工。经过2年零4个月,终于制成性能指标完全合格、国产化率达75.9%的多幅照相机。
九、不干胶涂布机
上海市纺织工业局印刷厂为适应生产商标贴原纸卷筒纸的需要,于1984年7月委托飞机研究所研制1台自动化程度较高的不干胶涂布机,并要求能使用国产纸张。该所在研制过程中,重点解决关键技术纸张的张力问题。产品的底板纸上涂有一层不沾胶,商标背面涂有一层不干胶。原来使用国产纸张不成功,关键就是起皱。经技术攻关使这一问题获得解决,印刷出来的商标平整、图案鲜艳。
1986年6月底,该所完成涂布机的制造及安装,8月15日调试成功,正式投入生产。这台不干胶涂布机采用信号反馈控制,实现自动化;可采用国产纸张做底纸和面纸,在国内同行业中是一个首创。当时国内进口的不干胶涂布机有数十台,但均须使用进口纸张,仅市纺织局印刷厂每半年进口的纸张就要花外汇30多万美元。该机通过验收和试产完全符合原定的技术要求。市纺织局印刷厂使用这台不干胶涂布机专门生产铝箔胶粘带产品,1年获利润50万元。上菱冰箱厂使用该机生产的产品替代进口产品,每年节省外汇60万美元。
1988年1月,飞机研究所又利用该项技术成果,先后为市纺织局印刷厂和无锡东亭包装材料厂将2台老设备改造成有一定自动化程度的不干胶涂布机。同年8月底全部调试成功,并投入生产。在设备改造中,该所研制了当时国际上流行的LPC自动纠偏系统;成功地使用蒸汽加热和电加热两用加热系统;为减少热能消耗和提高加热效率,采用热风循环和喷嘴式吹风,对改善涂布机性能起了重要作用。
十、水仙牌Ⅲ型洗衣机箱体成型模
水仙牌Ⅲ型洗衣机系上海洗衣机总厂的改型产品,其中复塑钢板箱体成型是洗衣机制造中难度较大的关键工艺。为既能满足改型要求,又能节约外汇支出,该厂于1986年8月委托航发厂设计制造水仙牌Ⅲ型洗衣机箱体成型模。由于箱体全部型面为一次冲压而成,箱体材料又是复塑钢板,成型后不再进行任何外层涂镀工艺,因而对成型中箱体的表面平整、光洁度要求极高。航发厂模具设计制造人员经反复研讨实践,采用大镶块套小镶块的镶拼结构,简化模具的修复和更换工作;四模镶块为可调节式,方便凹凸模之间的间隙调整,从而保证了模具的精度。经过半年努力,完成该成型模的设计制造,经上海洗衣机总厂验收合格并投入生产。1987年5月,在全国模具及模具加工机械展销会上,该模具被评为优质展品。1988年,航发厂再次为上海洗衣机总厂设计制造了洗衣机箱体成型模。
十一、涂布机吸辊
1989年,上飞厂受上海感光胶片总厂委托,承担用于生产彩色胶卷的涂布机主要部件不锈钢真空吸辊的加工任务。该吸辊的工艺要求极高,内外圆共要拉出15条纵向吸气槽、400多条横向螺纹槽及加工许多直径二毫米的小孔,筒内要钻锪很多深4毫米的60°窝孔,加上不锈钢热变形很大,吸辊的内外圆同心度,即静平衡力矩必须小于28克/厘米。据国外资料报道,需用特殊设备加工,才能达到如此工艺要求。对此,该厂高级工程师沈鲁僧与经验丰富的老车工黄关源通力合作,改进刀具和工艺,设计制造各种简易工装,成功地解决了当时认为无法解决的难题。经过5个多月的艰苦攻关,全部完成涂布机吸辊的加工任务。经上海感光胶片总厂调试、运行,完全符合设计技术要求。该厂加工的5根不锈钢真空吸辊获1990年上海市技术攻关先进项目二等奖。
十二、系留氦气飞艇
1990年4月,上海市为了向即将在北京召开的第十一届亚运会捐献3艘系留氦气飞艇,市经委、上海市亚运基金会向飞机研究所下达系留氦气飞艇的研制任务。该气艇艇体长13米、直径3米、容积75立方米,要求升空高度30~50米,系留时间为15天(允许中途充氦)。这种大型氦气飞艇国内尚属首次研制,由该所承担气艇总体设计和总装。该所接到任务后,大胆采用外壳与内胆分开的设计方案,分别与航空部宏伟机械厂、上海橡胶四厂签订研制外壳、内胆的技术合同。同年6月14~18日,第一艘样艇充入氦气升空实验,获得成功。至8月底,该所完成3艘飞艇研制并运往北京。9月7日亚运村开村之日,一艘悬有“上海祝贺亚运”标语的氦气飞艇成功升放天空。9月22日,在亚运会开幕式主会场的正门上空又升起一艘氦气飞艇。10月1日,氦气飞艇悬挂着中华人民共和国五星红旗升放在亚运村上空。系留式氦气飞艇的研制成功,得到亚运会组委会的高度评价。
十三、广州工业平缝机旋梭半成品生产线
航空机械厂运用工业平缝机旋梭产品的生产经验,于1988年6月接受广州华南缝纫机工业公司的委托,承担设计提供工业平缝机高速旋梭半成品生产线装备的任务。整条生产线配有101台设备,其中自动化和半自动化设备占57.5%,单班年产能力10万套。华南缝纫机工业公司的目标是以国产高质量旋梭取代进口的名牌旋梭,其热处理及精加工设备大部分从日本引进。因此,要求热处理前的半成品质量应达到相应的国际水平。由于工程项目大,技术要求高,交付时间紧,工厂成立专业组进行技术攻关。1990年1月,该项目竣工交付。在试生产考核中,零件平均合格率达到98.2%。同时,工厂还为华南缝纫机工业公司培训50余名操作、维修人员。
十四、涂布机系列
80年代初,国家提出高级包装纸不再依赖进口,由国内自行研制填补空白。为此,在涤纶薄膜或其他基体材料上上色和上胶的“涂布”设备显得尤为重要。1980年7月,航发厂受上海烫金材料厂委托,设计制造1台幅宽1000毫米,薄膜厚度0.013~0.016毫米,涂布速度15~45米/分,无级可调式用于烫金材料的涤纶薄膜涂布机。翌年11月,该涂布机交付上海烫金材料厂投入使用,效果良好。1982年初,该厂受上海华丽铜版纸厂委托,设计制造3台幅宽110毫米用于制造玻光卡纸的PG-82组合试验涂布机。翌年初,又承接上海台板配件厂幅宽500毫米用于压敏胶带纸涂布机的设计和制造。1984年下半年,上述2种涂布机相继交付投入使用。同年5月,受上海气象局观察台委托,设计制造幅宽500毫米用于气象卫星云图照片的涂浆洗印机。1985年5月交付投入使用。翌年4月,承接无锡太湖造纸厂幅宽1100毫米压敏商标纸涂布机的设计及机头制造,于1987年交付投入使用。
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