第7章 数字革命
磨床改造完成只是第一步。要把轴承套圈磨到图纸要求的变态精度,还需要一套稳定可靠的控制系统。厂里那套老掉牙的手摇刻度盘加机械挡铁?误差能控制在0.02mm以内就得烧高香了。
张扬把目光投向了角落里那台唯一的“现代化”设备——一台从倒闭小厂淘来的二手简易数控车床。说是数控,其实也就是个单轴步进电机驱动,配了个简陋的LED显示屏和只能跑简单G代码的控制器,功能弱得可怜,精度也一般,平时也就干点粗活。
“王师傅,把这台数控车的控制系统拆了,主板、驱动器、步进电机都拆下来。” 张扬指着那台落满灰尘的“数控”车床。
“啊?拆它?” 王师傅一愣,“厂长,这玩意儿虽然不咋地,好歹也是个数控啊,拆了咱连这点自动化都没了。”
“拆了旧的,才能装新的。” 张扬眼神里闪烁着工程师特有的光芒,“咱们自己搞一套!”
“自己搞?!” 王师傅和李工同时惊呼。数控系统?那玩意儿在他们眼里跟天书差不多,是国外大厂和顶尖研究所才能玩转的高科技!
张扬没多解释,只是让王师傅照做。他自己则一头扎进了那间堆满图纸的办公室,翻箱倒柜找出了几本蒙尘的专业书——《单片机原理》、《步进电机控制》、《简易数控系统设计》,还有几本泛黄的电子技术期刊。这些都是他前身大学时省吃俭用买的,一首当宝贝收着,可惜原主天赋有限,也没实践机会,基本没怎么看懂。
前世的军工工程师灵魂与这些基础理论瞬间碰撞出火花。那些曾经晦涩的公式、电路图、控制逻辑,此刻在他眼中变得条理清晰、触手可及。他拿出纸笔,结合那台拆下来的步进电机参数和磨床的实际需求,开始飞快地设计电路图、编写控制逻辑、规划驱动方案。
办公室的灯光常常亮到深夜。张扬沉浸在数字与逻辑的世界里,时而凝神演算,时而飞快地在稿纸上画出复杂的电路图,时而又在键盘上敲下一行行汇编语言指令。饿了啃口冷馒头,渴了灌口凉白开。前世那种为了攻克技术难关而废寝忘食的劲头,在这个破旧的小办公室里重新点燃。
几天后,张扬拿着厚厚一叠手绘的电路板布线图和几页写满代码的稿纸,找到了县城唯一一家能洗电路板的小作坊。作坊老板看着那复杂精细的布线图,又看看张扬年轻的脸,眼神里全是怀疑:“小伙子,你这图…能行吗?洗板子可不便宜,做出来点不亮可别怨我。”
“按图做,钱照付。” 张扬言简意赅。
几天后,几块散发着松香味的新鲜电路板到了张扬手里。他又跑电子市场,照着物料清单买齐了各种电阻电容、芯片插座、功率管、接线端子等元器件。回到厂里,他拉上懂点电工的李工,在车间角落支了张桌子,开始了“手搓”数控系统的工作。
焊接烙铁滋滋作响,松香的烟雾缭绕。张扬的手指稳定而灵活,如同精密机械,将细小的元器件精准地焊接到电路板的焊盘上。李工在旁边打下手,递零件,擦焊油,看着那些密密麻麻的线路和芯片在张扬手下逐渐成型,眼神从最初的茫然,慢慢变成了叹服。厂长这手绝活,比他修了半辈子机床见过的老师傅都厉害!
核心控制板、步进电机驱动板、操作面板…一块块电路板在张扬手中诞生。当最后一块板子焊接完成,张扬深吸一口气,开始连接线缆。电源线、信号线、连接到拆下来的步进电机驱动器,再接到那台改造过的磨床的进给丝杠上。
接通电源的那一刻,所有人的心都提到了嗓子眼。简陋的操作面板上,几个LED指示灯闪烁了几下,然后稳定地亮起。没有冒烟,没有焦糊味!
张扬在操作面板上几个简陋的按键上按了几下,输入了预设的简单移动指令。嗡…步进电机发出一声轻微的蜂鸣,磨床工作台平稳地、丝滑地移动起来!速度均匀,没有丝毫卡顿!
“成了!真的动了!” 李工激动地喊了出来。
王师傅和几个围观的工人也瞪大了眼睛,难以置信。几块破板子,一堆小零件,真让这老磨床自己动起来了?
但这只是开始。张扬拿出一个精度不错的百分表,磁力座吸在床身上,表头压在移动的工作台上。他再次输入指令,让工作台移动10毫米。
工作台缓缓移动,百分表的小指针平稳转动。当移动停止时,指针稳稳地指在10.01mm的位置上!
“误差…0.01mm?” 王师傅凑近了看,声音发颤。这可比原来手摇的精度高太多了!
张扬没说话,再次输入指令,这次是更小的距离,1毫米。工作台微动,百分表指针跳动,最终停在1.002mm。
“0.002mm!” 李工的声音都变了调!这精度,己经接近图纸要求的一半了!而这只是初步调试!
张扬眼中也闪过一丝兴奋。他立刻着手进行更精细的补偿参数设置和闭环修正(虽然只是简单的步进控制,但通过算法也能部分补偿反向间隙和丝杠误差)。他不断测试,不断调整控制板上的微调电位器和软件参数。每一次调整后,工作台移动的定位精度都在提升。
0.005mm… 0.003mm… 0.0015mm…
当工作台在一次1mm的移动指令后,百分表的指针稳稳地停在1.000mm刻度纹丝不动时,整个车间陷入了死一般的寂静。只剩下步进电机细微的电流声和众人粗重的呼吸。
“神…神了…” 王师傅看着那纹丝不动的指针,喃喃自语,仿佛失去了语言能力。
“数控!这才是真正的数控!” 李工激动得满脸通红,看着那几块简陋电路板的眼神,如同看着稀世珍宝。
就在这时,车间门口传来一声清脆带着惊讶的女声:“哇!张扬哥!你们厂鸟枪换炮啦?都玩上自研数控了?酷毙了!”
众人回头,只见林月不知何时又来了,背着她那个鼓鼓囊囊的双肩包,正扒着门框,探着脑袋往里看,大眼睛里闪烁着好奇和兴奋的光芒,像发现了新大陆的孩子。
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