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首 頁 >> 技術文章 >>大型機座加工中心的維修改造
大型機座加工中心的維修改造
日期: 2009-03-05
 
一、大型數控設備的特殊問題
 
1.大、中型數控機床的主軸一般採用帶齒輪變速的傳動方式,這是為了保證低速時可傳遞較大的扭矩,同時能擴大琤\率區的變速範圍。既然有齒輪變速,就存在一個“掛檔” 問題 大型機床掛檔常採用液壓撥叉,為預防“頂齒”現象常採用主電機的瞬間點動來實現,因而帶來下列問題:? 大慣量帶來的時延需用時間繼電器檢測,超過一定時間,顯示掛擋失敗;?為可靠起見,掛檔結束時應由掛檔限位元開關通知電腦掛檔成功與否;? 掛檔時的瞬問點動需向介面輸出短時運動命令,這在PLC中很難順利實現,因為一般PAL系統無法處理電機的運動問題:? 為彌補自動掛擋的不足,在面板上保留了手動掛擋的按鈕開關 這些問題在該加工中心PAL軟體中均有較好的處理。
 
2.夾緊、放鬆問題在大型數控機床中比較突出.為了在大慣量條件下準確定位,坐標軸在到達目標位置時必須立即夾緊,運動時再放鬆。有的坐標軸還分成低夾和高夾,以免夾緊時抖動。這些功能要求增加了介面軟體編寫的難度。
 
3.出現了通常NC程式和PLC程式的耦合問題。例如上述提到的C軸高夾和低夾問題,判斷進入高夾帶、低夾帶所用的公式為:終點位置一現行位置+跟隨誤差。這些系統參數在PLC資料區中是沒有的,原控制程式中NC和PLC (PAL)是混合開發的.不存在此類問題,對一般改造用戶來說,提取這些系統參數則存在一些圍難。
 
4.單方向趨近對大型機床準確定位格外重要,目前許多數控系統均有此種功能,在改造中極為方便。
 
5.某些參數的選擇範圍。我們發現大型數控機床的電腦軟體增益KC非常低(系統位置環增益KV=KC·KD· KM·KA,見筆者專著《機床電腦數控》),一般在0.002~0.005之間。由於KC值定得低,使得系統位置環增益KV值大大低於1。這樣的低增益系統易於穩定,調整方便,適台於大型機床,缺點是跟隨誤差稍大。
 
二、C軸振盪的軟體維修
 
該加工中心端鏜床C軸是一個回轉軸,用於加工機座端面100多個孔,定位夾緊以後,在Z軸方向進刀鑽孔。從1997年底開始,C軸定位發生振盪,無法找到準確定位位置,左右搖擺,嚴重影響加工進度。我們分析系由於機械部分磨損,致使到位帶已不能滿足要求,需擴大。這對於新型數控系統而言是非常簡單的,只要修改一下到位帶參數即可,但對於該台20世紀70年代末期的二手設備卻不是一件容易的事。A—B7320數控系統的機床參數不對用戶開放,一經調試完畢即存入機床參數區(以絕對位址方式出現)。機床參數中的NC參數約有l0個,其中包括到位帶和夾緊帶,只需將其適當擴大,C軸振盪問題即可解決。當然此種軟體維修是臨時性的,徹底的解決辦法是對機械磨損進行維修。
 
三、數控系統的選型
 
本次改造是用兩台A-B9/260CNC取代原有的A-B7320CNC系統。同時更換的還有九個座標的直流伺服,直流電機暫不換。A-B7300系列和 9系列CNC數控系統分別誕生於20世紀70年代和90年代,跨度為20年。其間微電子技術、電腦技術、控制技術、軟體技術等均有飛速發展,因此9系列比7300系列從整體水準上有很大提高,但9系列的系統軟體完全是從7300系列軟體脫胎而來。這一點對於成功的數控改造意義很大,現分析見下。
 
1.7300系列和9系列軟體均採用前後臺型控制結構。7300系列的前臺程式為一個10ms的中斷服務程式,數控機床的重要功能如插補、位控、 PAL(PLC)、監控等均在其中。9系列的前臺程式仍為一個即時中斷服務程式,但採樣(處理)週期變成6∼30ms,每2ms一個臺階,這給用戶提供了極大的靈活性。另外一點不同是9系列可將PAL程式分成前臺和後臺兩塊,以適應較大規模I/O點控制的場合,減輕前臺負擔前後臺控制是經典的即時控制方法。多級中斷的控制法可視作前後臺控制的變異,即最低級中斷可視為後臺程式,而其餘中斷可視為前臺程式。
 
2.9系列PAL (PLC)手冊中提供了四個730o紙帶方式變數,分別是請求變數、方式指示變數、前零後省略變數和託盤請求變數,系為73o0零件加工紙帶在9系列環境中使用而設立。這種紙帶相容性能很大程度上保護了用戶的利益,使一些經過考驗的零件加工程式得以原封不動地在9系列中使用。從另一個角度看,9系列和 7300系列的系統軟體有很大的相似性和繼承性。
 
3.7300CNC和9系列CNC提供的PAL變數有極大的相似性。對數控機床改造而言,PAL變數是編寫PAL程式的先決條件。系統提供的PAL變數反映了系統程式的結構和功能。PAL變數越豐富,其接13軟體的開發愈靈活,但CNC系統程式的開發難度愈大。7300系列提供的隊L變數約120個左右.9系列則有281個。從總體上說9系列的PAL功能比7300系列強許多。7300系統中用的PAL變數均能在9系列的PAL變數中找到,這給數控化改造提供了許多便利。(
 
 
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