用藍天高檔數控系統改造老旋壓收口機
目前，自動旋壓收口機大多采用可編程控制器作為主控制器，用步進電機開環控制液壓伺服系統的控制模式。可編程控制器用于邏輯或時序控制方面是適合的，但是用于伺服軸的控制則很不理想。盡管采用某些智能模擬部件可以進行伺服軸的某些控制，但是其控制精度、動態特性都很差，編程、維修和操作等也很不方便。尤其是用步進電機開環控制液壓伺服系統，其穩定性、可靠性遠遠滿足不了旋壓收口機收口的工藝要求。我廠進口的氣瓶自動生產線中的旋壓收口機就是一例。由于其采用可編程控制器作為主控制器、用步進電機開環控制液壓伺服系統，控制系統很不穩定，收口的幾何尺寸形狀和誤差很大。雖經多年的調試始終未能如愿，10年來僅生產了2萬支質量又不太好的氣瓶。直至后來控制系統徹底癱瘓，成為了一個老大難的技術關鍵。
1控制方案論證 為了攻克這一技術關鍵，我們進行了深入細致的技術攻關方案論證，推出了用藍天高檔數控系統改造旋壓收口機的總體方案。
新的控制方案打破了傳統的旋壓收口機用可編程控制器作為主控制器的控制模式，也打破了傳統的數控系統僅用于控制機電伺服系統的控制模式，采用了藍天高檔數控系統控制旋壓收口機的液壓伺服系統的控制模式。從而用數控系統取代了可編程控制器，用伺服電機取代了步進電機，用閉環控制取代了開環控制。方案論證認為，該方案能徹底解決原旋壓收口機存在的弊病，不僅可以提高旋壓收口機的靜態精度和動態特性，而且調試、操作、維修快捷方便，特別是控制系統十分穩定可靠。
2控制系統硬件技術設計 在總體方案確定之后，我們進行了具體的技術設計。該技術設計的核心是如何用數控系統控制液壓伺服軸。這是旋壓收口機控制系統技術攻關最核心的技術關鍵，也就是說，這一技術關系到旋壓收口機技術攻關的成敗。目前，用數控系統控制旋壓收口機尚沒有成熟的先例，我們只能自行進行摸索，進行大量的技術分析和試驗。在這段時間內，我們還剖析了該旋壓收口機的液壓伺服系統。根據該收口機的液壓伺服系統的原理，我們進行了數控系統和液壓伺服系統軸的電氣和機械的技術設計和聯接（見下圖）。
控制系統原理圖
2.1數控系統硬件技術設計
在數控系統的硬件技術設計中，我們采用了藍天8530高檔數控系統。該數控系統屬于國際80年代的水平。根據旋壓收口機控制伺服軸數、數字輸入/輸出接點數目及有關技術要求，我們設計的藍天8530高檔數控系統配置是，數控系統主機：主CPU模板1塊；軸CPU模板1塊；存貯器模板1塊；CRT顯示器和操作模板1塊；D/A數字/模擬轉換板1塊；4ENCODE四編碼器模板1塊；32I/O數控輸入/輸出模板4塊。
數控系統輔機：CRT顯示器和操作面板1套。數控伺服系統：安川伺服放大器2套；安川伺服電動機2個。
2.2液壓伺服系統軸和數控系統的集成
在液壓伺服系統和數控系統的集成中，我們去掉了步進電機及其與閥芯的聯軸節，重新設計制造了交流伺服電動機軸頭與液壓伺服控制閥芯的聯軸節，重新設計制造了交流伺服電動機與液壓伺服閥的聯接法蘭盤。
3控制軟件開發
3.1系統配置軟件及其生成
該系統配置軟件主要包括軸控制軟件、邏輯控制軟件和工藝過程控制軟件三大部分。該系統有主軸、滑臺進給伺服軸和轉臺進給伺服軸，屬于車床控制范疇的特種加工數控機床。系統配置軟件經數控系統軟件生成相應的控制軟件。
3.2機床邏輯的研制開發
機床邏輯包括快邏輯和慢邏輯兩大部分，要求立即完成的邏輯一般作為快邏輯；其它的則作為慢邏輯。就其內容來說，機床邏輯主要包括軸控制和邏輯控制兩部分內容。比較復雜的是M功能代碼，尤其是對于旋壓收口機這種特種加工數控機床，有許多用戶自編的M輔助功能碼。
3.3收口加工工藝軟件
為了生產出合格的收口形狀和尺寸，并保證其壁厚均勻，收口加工工藝軟件也十分重要。根據進口該生產線時的錄像及國內加工氣瓶的有關經驗，經理論分析后，我們創造了8道次的收口加工工藝。由于旋壓收口機采用了數控系統作為主控系統，使該控制系統可以加工出許多復雜的收口形狀和尺寸，不僅使氣瓶收口外形尺寸精確穩定，而且使氣瓶的壁厚均勻可靠，生產出了穩定合格的產品。這是用可編程控制器控制難以實現或不能實現的功能。
經過半年的技術攻關，用藍天高檔數控系統改造的液壓伺服系統旋壓收口機成功地投入生產運行，使氣瓶自動生產線全線運轉起來。僅1998年1年，就生產出了5萬多支質量合格的氣瓶，是技術改造前10年產量總和的2.5倍。這些氣瓶絕大部分出口到美國，為國家創造了較大的外匯。不僅如此，而且還使該旋壓收口機在技術水平上，提高到了高檔數控特種機床的世界先進水平。像這種旋壓收口設備，如果想從國外購買，得上百萬美元。在國內技術改造十多年來花了幾百萬人民幣也沒成功。而用我們國內高檔數控系統這一高新技術產品，僅用了3個月的時間，花了20萬元人民幣就攻關成功，投入生產。總結起來，我們體會到產學研相結合是解決企業技術關鍵，推動生產力發展的一個好的途徑。
- 用藍天高檔數控系統改造老旋壓收口機(2008-02-19)
