台湾加工中心的维修改造

台湾加工中心的维修改造

一、台湾大型加工中心的特殊问题

1．大、中型加工中心的主轴一般采用带齿轮变速的传动方式，这是为了保证低速时可传递较大的扭矩，同时能扩大恒功率区的变速范围。既然有齿轮变速，就存在一个“挂档” 问题 大型机床挂档常采用液压拨叉，为预防“顶齿”现象常采用主电机的瞬间点动来实现，因而带来下列问题：? 大惯量带来的时延需用时间继电器检测，超过一定时间，显示挂挡失败；?为可靠起见，挂档结束时应由挂档限位元开关通知电脑挂档成功与否；? 挂档时的瞬问点动需向介面输出短时运动命令，这在PLC中很难顺利实现，因为一般PAL系统无法处理电机的运动问题：? 为弥补自动挂挡的不足，在面板上保留了手动挂挡的按钮开关 这些问题在该加工中心PAL软体中均有较好的处理。

2．夹紧、放松问题在大型加工中心中比较突出．为了在大惯量条件下准确***，坐标轴在到达目标位置时必须立即夹紧，运动时再放松。有的坐标轴还分成低夹和高夹，以免夹紧时抖动。这些功能要求增加了介面软体编写的难度。

3．出现了通常NC程式和PLC程式的耦合问题。例如上述提到的C轴高夹和低夹问题，判断进入高夹带、低夹带所用的公式为：终点位置一现行位置+跟随误差。这些系统参数在PLC资料区中是没有的，原控制程式中NC和PLC (PAL)是混合开发的．不存在此类问题，对一般改造用户来说，提取这些系统参数则存在一些围难。

4．单方向趋近对加工中心准确***格外重要，目前许多数控系统均有此种功能，在改造中极为方便。

5．某些参数的选择范围。我们发现大型加工中心的电脑软体增益KC非常低(系统位置环增益KV=KC·KD· KM·KA，见笔者专着《机床电脑数控》)，一般在0．002~0．005之间。由于KC值定得低，使得系统位置环增益KV值大大低于1。这样的低增益系统易于稳定，调整方便，适台于大型机床，缺点是跟随误差稍大。

二、C轴振荡的软体维修

该加工中心端镗床C轴是一个回转轴，用于加工机座端面100多个孔，***夹紧以后，在Z轴方向进刀钻孔。从1997年底开始，C轴***发生振荡，无法找到准确***位置，左右摇摆，严重影响加工进度。我们分析系由于加工中心机械部分磨损，致使到位带已不能满足要求，需扩大。这对于新型数控系统而言是非常简单的，只要修改一下到位带参数即可，但对于该台20世纪70年代末期的二手设备却不是一件容易的事。A—B7320数控系统的加工中心参数不对用户开放，一经调试完毕即存入加工中心参数区(以***位址方式出现)。加工中心参数中的NC参数约有l0个，其中包括到位带和夹紧带，只需将其适当扩大，C轴振荡问题即可解决。当然此种软体维修是临时性的，彻底的解决办法是对机械磨损进行维修。

三、数控系统的选型

本次改造是用两台A-B9／260CNC取代原有的A-B7320CNC系统。同时更换的还有九个座标的直流伺服，直流电机暂不换。A-B7300系列和 9系列CNC数控系统分别诞生于20世纪70年代和90年代，跨度为20年。其间微电子技术、电脑技术、控制技术、软体技术等均有飞速发展，因此9系列比7300系列从整体水准上有很大提高，但9系列的系统软体完全是从7300系列软体脱胎而来。这一点对于成功的数控改造意义很大，现分析见下。

1．7300系列和9系列软体均采用前后台型控制结构。7300系列的前台程式为一个10ms的中断服务程式，数控机床的重要功能如插补、位控、 PAL(PLC)、监控等均在其中。9系列的前台程式仍为一个即时中断服务程式，但采样(处理)周期变成6～30ms，每2ms一个台阶，这给用户提供了极大的灵活性。另外一点不同是9系列可将PAL程式分成前台和后台两块，以适应较大规模I／O点控制的场合，减轻前台负担前后台控制是经典的即时控制方法。多级中断的控制法可视作前后台控制的变异，即***低级中断可视为后台程式，而其余中断可视为前台程式。

2．9系列PAL (PLC)手册中提供了四个730o纸带方式变数，分别是请求变数、方式指示变数、前零后省略变数和托盘请求变数，系为73o0零件加工纸带在9系列环境中使用而设立。这种纸带相容性能很大程度上保护了用户的利益，使一些经过考验的零件加工程式得以原封不动地在9系列中使用。从另一个角度看，9系列和 7300系列的系统软体有很大的相似性和继承性。

3．7300CNC和9系列CNC提供的PAL变数有极大的相似性。对加工中心改造而言，PAL变数是编写PAL程式的先决条件。系统提供的PAL变数反映了系统程式的结构和功能。PAL变数越丰富，其接13软体的开发愈灵活，但CNC系统程式的开发难度愈大。7300系列提供的队L变数约120个左右．9系列则有281个。从总体上说9系列的PAL功能比7300系列强许多。7300系统中用的PAL变数均能在9系列的PAL变数中找到，这给加工中心数控化改造提供了许多便利。