“加工指令用二进制编码,配合晶体管电路来解码……虽然比不上国外那种复杂的数控系统,但至少能在精度和效率上吊打纸带。”
秦宇越想越兴奋,脑海中逐渐勾勒出整个系统的运作流程:
输入模块:用手动拨盘输入二进制加工指令,每个加工步骤都会通过编码器转化为电信号。
控制模块:通过晶体管搭建逻辑电路,将输入信号解码为刀具位置和运动轨迹的指令。
执行模块:利用电动伺服系统控制机床的五个轴,确保刀具在加工过程中精准移动。
“伺服系统的电机调速是个难点,不过可以试试用步进电机代替,虽然性能稍差,但胜在结构简单、易于控制。”秦宇在图纸一角写下了改进思路。
秦宇知道,设计方案再好,也得落地才能见真章。而最大的问题是——资源紧张。
晶体管虽然国内能造,但数量少、性能不稳定;步进电机虽然简单,但精度和功率都需要优化;更别提机床的核心部件,比如滚珠丝杠、导轨和刀架,这些都是高精度加工设备的“命门”。
“得了,先从废料堆里翻东西吧。”秦宇叹了口气,他对轧钢厂的资源情况了如指掌,知道厂里真正值钱的东西都藏在废料堆里。
果然,第二天一早,秦宇又钻进了废料堆。
“这个滚珠丝杠还能用,稍微打磨一下就行……咦,这不是之前报废的老车床的主轴吗?强度不错,正好用来改刀架。”秦宇一边翻找,一边心里盘算着这些零件的用途。
几个小时后,秦宇拖着一堆零件回到车间,开始动手改造。他用砂轮机打磨滚珠丝杠,用车床切割导轨,用焊枪修补主轴……整个车间里火花四溅,机器的轰鸣声不绝于耳。
“精度问题得靠这些零件顶着,但数控系统的晶体管电路还是得找厂里申请。”秦宇心里想着,决定去找张书记试试运气。
张书记听了秦宇的需求,愣了一下:“晶体管?小秦啊,这玩意儿咱厂里可没有啊。你要真需要,只能去电子厂那边碰碰运气。”
秦宇一听,立刻说道:“书记,电子厂那边我去谈,但厂里能不能给我开个证明,说明这是咱轧钢厂的重点项目?”
张书记点点头,拍着胸脯说道:“成!小秦啊,为了你这个项目,我老张这脸豁出去了,一定给你搞定证明!”
果然,凭着张书记开的介绍信,秦宇很快从电子厂弄到了几十个晶体管和一批基础电子元件。这些东西虽然性能一般,但对他设计的初级数控系统来说已经绰绰有余。
……
回到车间,秦宇立刻开始着手搭建数控系统。
第一步是搭建逻辑电路。他用晶体管和电阻组合成了简单的加法器和解码器,用来将二进制输入信号转化为具体的指令。
“这个加法器负责计算刀具的运动轨迹,解码器则用来分配信号,保证五个轴的动作协调。”秦宇一边焊接电路板,一边低声自语。
第二步是调试伺服系统。秦宇用步进电机代替传统的伺服电机,通过调整电位器来精确控制电机的转速和角度。
“步进电机虽然性能一般,但只要控制得当,精度还是能满足要求的。”秦宇测试了一下电机的运行效果,发现误差在可控范围内,满意地点了点头。
最后一步是组装整体系统。他将输入模块、控制模块和执行模块连接在一起,形成了一个完整的数控系统。整个系统虽然看起来有些简陋,但已经具备了现代数控机床的雏形。
测试成功,秦宇的自信
经过几天的调试,秦宇终于完成了新机床的组装。他迫不及待地进行测试,把一块高强度合金钢装上机床,输入加工指令。
“开始吧。”秦宇按下启动开关。
只见机床的刀具在五个轴的控制下开始高速运动,切削、钻孔、抛光一气呵成。加工出来的零件表面光滑,尺寸误差不到0.01毫米!
“哈哈,成了!”秦宇兴奋地挥舞着拳头,“这台机床虽然简陋,但完全能吊打国外的纸带系统!”
他拿着加工出来的零件,心里已经在盘算下一步计划。
“这只是个开头,等我把这台机床优化到精度0.001毫米,国外那些机床也不过如此!”
……
第二天,秦宇把机床的测试结果带给张书记。
张书记看着加工出来的零件,瞪大了眼睛:“小秦,这……这是你那台机床加工出来的?这精度,简直赶超国外设备了!”
秦宇笑着说道:“书记,这才刚起步,等我把系统再优化一下,咱们的机床精度还能更高!”
张书记激动得直搓手:“小秦啊,这次你可真是给咱轧钢厂争了脸!这事儿要是让工业部知道,肯定得好好表扬咱们厂!”
秦宇心里却清楚,这只是他的第一步,接下来还有更多的技术难关等着他去攻克。但他喜欢这种一步步突破的感觉,因为每一次成功,都是对那些质疑者最有力的回击。
“张书记,您放心,咱轧钢厂的机床,迟早要成为全国的标杆!”
……
秦宇坐在自己的小工作间里,面前的五轴联