數控鍋筒鉆床的功能及應用

電站鍋爐、工業鍋爐鍋筒一般尺寸較大，重量較大，旋轉、挪動不易。鍋筒上需要鉆出許多透孔，用于穿管。這些孔直徑一般為幾十毫米，孔的數量多，密度大，孔的位置精度要求高。在鍋筒上或其他筒狀結構的工件，具體到生產工藝，就是怎樣用較少的時間鉆出符合要求的孔。

傳統的鍋筒鉆孔過程包括劃線、打樣沖眼、鉆引導孔、擴孔。大鍋筒一般是卷筒工藝制成，往往鍋筒外緣其圓度偏差較大。如果沒有專用旋轉夾具，而是根據弧長測算出的角度來確定劃線位置，可能導致大量的孔偏離理論位置，給后續的插管對接安裝增添極大麻煩。另外，單憑肉眼觀測，拉尺測量，也較易出錯。劃線是第一個工序，用來確定孔的位置，劃線工作一般是由有經驗的老師傅來完成。用搖臂鉆加工鍋筒工件時，工件的裝夾，對不同尺寸工件的適應性，都是一個問題。不論是鉆引導孔還是擴孔，不論是使用手槍鉆、磁力鉆還是搖臂鉆，操作工人都要及時調整鉆頭位置和鍋筒位置，需集中精力，十分小心。整個過程下來，鍋筒有可能來回翻轉三到四遍。效率低，工人勞動強度較大。容易出錯

鍋筒數控鉆床為滿足鍋爐行業鍋筒加工的需要，法因數控公司開發了用于鍋筒加工的鍋筒數控鉆床。

鍋筒的夾持：專用卡盤，鍋筒兩端各有一個：頭端卡盤、尾端卡盤。頭端卡盤為主動盤，由伺服電機驅動，用于精確分度測量及定位，尾端卡盤為從動盤，跟隨主動盤轉動。尾端從動卡盤可沿鍋筒軸向移動，以適應不同長度的鍋筒。其結構和工作原理，類似于普通車床上的卡盤。卡盤上的卡爪由液壓驅動，將工件抓緊或松開。卡盤所能卡裝的工件直徑及長度，因客戶的要求而有所變化。以HD1715和HD1212兩種型號的鍋筒數控鉆床為例，HD1715最大能加工直徑為1700mm，長度為15000mm,厚度為50mm的鍋筒，HD1212最大能加工直徑為1200mm，長度為12000mm,厚度為50mm的鍋筒。在做機床方案設計的時候，設計人員已經考慮到，因工件規格的變化，有可能引起機床結構的變化。采用了柔性的設計方案。當工件規格變化時，只需改動較少的部件即可生產出新的機型。

鉆孔動力頭：HD1715和HD1212兩種型號的鍋筒數控鉆床，都加裝了三個鉆孔動力頭，這三個鉆孔動力頭既可以單獨工作，又可以相互配合同時工作，大大提高了工作效率。根據需要，鉆孔動力頭最多可以增加至7個。鉆孔動力頭結構采用自控行程動力頭，能自動適應工件直徑和厚度的變化，不需做專門的設定，它能自動檢測到工件表面，迅速的將“快進進給”轉化為“工進進給”，當工件鉆透時亦能自動將“工進進給”轉化為“快速退回”。自動化程度高，提高了工作效率。

冷卻與排屑：鉆孔時，冷卻液由水泵泵至鉆孔處，鉆完后，自動停止。冷卻水循環使用。鐵屑由自動排屑器自動收集到鐵屑箱內。

預演與鉆樣沖眼：此機床設置了預演功能，可在不裝鉆頭的情況下，演示整個加工過程。此機床具備鉆樣沖眼功能，可在將要鉆孔的位置預先鉆上樣沖眼。
鉆孔最大直徑：f63mm（f52mm以下可一次性直接鉆削）。

CAD/CAM直接轉換：可手動將鉆孔位置輸入控制微機；也具備CAD/CAM轉換功能，上位機裝備處理軟件，可以直接將CAD文件，自動生成CAM文件，此CAM文件可由機床直接執行。

二、基于N:N網絡的電氣控制系統

概述：以HD1715/3型為例，它由四個數控軸組成，分別為旋轉軸W軸、T1工作單元、T2工作單元、T3工作單元。其中T1工作單元、T2工作單元、T3工作單元，分別控制三個鉆孔動力頭，通過拖鏈與主電控柜相連。本機床利用基于RS-485的通信網絡，將四個單軸數控系統組成四軸數控系統。

系統組成：上位計算機提供了一個界面友好的人機界面。操作者利用上位機進行程序編制、程序存儲、工件預覽、程序下載等操作。在系統運行過程中，還可以通過上位計算機進行系統監控、故障診斷。上位計算機控制軟件的平臺為中文Windows，界面友好，全中文操作，圖文并茂，有良好的交互性。

N:N網絡的主站是此控制系統的控制核心。它在N:N網絡中的作用是：接受上位計算機的定位數據、將系統狀態反映給上位機、管理三個從站。此外它還負責W軸的定位控制。

N:N網絡的三個從站分別管理三個工作單元。它們接受從主站傳輸的定位數據、控制指令，并以此為依據控制各工作單元的動作。

系統特點：

應用簡單。上位計算機的控制軟件界面友好，全中文操作，圖文并茂，有良好的交互性。操作者只需將工件程序輸入上位計算機，便可自動加工。
性能卓越。RS-485通信具有優異的抗噪性能，線路干擾大大減小，具有高可靠性。且系統具有自動診斷監控功能，使故障排除十分簡單。
維護成本低廉。各工作單元單獨由各自電控柜控制，各工作單元間僅用三根通信線相連，接線十分方便。可減少維護成本，保證高的工作效率。

三、軟件

針對此電氣控制系統，開發了專用的軟件。用戶長期使用，客戶普遍反映，使用此設備之后，原來需1到2周的工作量，現在只需2天即可完成；劃線不再需要了；由于鍋筒鉆孔崗位不再局限于男性，安排工作時，可以不考慮性別因素。勞動強度明顯降低。