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一、概 述
電站鍋爐、工業(yè)鍋爐鍋筒一般尺寸較大，重量較大，旋轉(zhuǎn)、挪動(dòng)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(shù)量多，密度大，孔的位置精度要求高。在鍋筒上或其他筒狀結(jié)構(gòu)的工件，具體到生產(chǎn)工藝，就是怎樣用較少的時(shí)間鉆出符合要求的孔。
傳統(tǒng)的鍋筒鉆孔過(guò)程包括劃線、打樣沖眼、鉆引導(dǎo)孔、擴(kuò)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(méi)有專用旋轉(zhuǎn)夾具，而是根據(jù)弧長(zhǎng)測(cè)算出的角度來(lái)確定劃線位置，可能導(dǎo)致大量的孔偏離理論位置，給后續(xù)的插管對(duì)接安裝增添極大麻煩。另外，單憑肉眼觀測(cè)，拉尺測(cè)量，也較易出錯(cuò)。劃線是第一個(gè)工序，用來(lái)確定孔的位置，劃線工作一般是由有經(jīng)驗(yàn)的老師傅來(lái)完成。用搖臂鉆加工鍋筒工件時(shí)，工件的裝夾，對(duì)不同尺寸工件的適應(yīng)性，都是一個(gè)問(wèn)題。不論是鉆引導(dǎo)孔還是擴(kuò)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(shí)調(diào)整鉆頭位置和鍋筒位置，需集中精力，十分小心。整個(gè)過(guò)程下來(lái)，鍋筒有可能來(lái)回翻轉(zhuǎn)三到四遍。效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。容易出錯(cuò)。
鍋筒數(shù)控鉆床為滿足鍋爐行業(yè)鍋筒加工的需要，法因數(shù)控公司開(kāi)發(fā)了用于鍋筒加工的鍋筒數(shù)控鉆床。
鍋筒的夾持：專用卡盤，鍋筒兩端各有一個(gè)：頭端卡盤、尾端卡盤。頭端卡盤為主動(dòng)盤，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于精確分度測(cè)量及定位，尾端卡盤為從動(dòng)盤，跟隨主動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。尾端從動(dòng)卡盤可沿鍋筒軸向移動(dòng)，以適應(yīng)不同長(zhǎng)度的鍋筒。其結(jié)構(gòu)和工作原理，類似于普通車床上的卡盤�？ūP上的卡爪由液壓驅(qū)動(dòng)，將工件抓緊或松開(kāi)。卡盤所能卡裝的工件直徑及長(zhǎng)度，因客戶的要求而有所變化。以HD1715和HD1212兩種型號(hào)的鍋筒數(shù)控鉆床為例，HD1715最大能加工直徑為1700mm，長(zhǎng)度為15000mm,厚度為50mm的鍋筒，HD1212最大能加工直徑為1200mm，長(zhǎng)度為12000mm,厚度為50mm的鍋筒。在做機(jī)床方案設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)考慮到，因工件規(guī)格的變化，有可能引起機(jī)床結(jié)構(gòu)的變化。采用了柔性的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)工件規(guī)格變化時(shí)，只需改動(dòng)較少的部件即可生產(chǎn)出新的機(jī)型。
鉆孔動(dòng)力頭：HD1715和HD1212兩種型號(hào)的鍋筒數(shù)控鉆床，都加裝了三個(gè)鉆孔動(dòng)力頭，這三個(gè)鉆孔動(dòng)力頭既可以單獨(dú)工作，又可以相互配合同時(shí)工作，大大提高了工作效率。根據(jù)需要，鉆孔動(dòng)力頭最多可以增加至7個(gè)。鉆孔動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)采用自控行程動(dòng)力頭，能自動(dòng)適應(yīng)工件直徑和厚度的變化，不需做專門的設(shè)定，它能自動(dòng)檢測(cè)到工件表面，迅速的將“快進(jìn)進(jìn)給”轉(zhuǎn)化為“工進(jìn)進(jìn)給”，當(dāng)工件鉆透時(shí)亦能自動(dòng)將“工進(jìn)進(jìn)給”轉(zhuǎn)化為“快速退回”。自動(dòng)化程度高，提高了工作效率。
冷卻與排屑：鉆孔時(shí)，冷卻液由水泵泵至鉆孔處，鉆完后，自動(dòng)停止。冷卻水循環(huán)使用。鐵屑由自動(dòng)排屑器自動(dòng)收集到鐵屑箱內(nèi)。
預(yù)演與鉆樣沖眼：此機(jī)床設(shè)置了預(yù)演功能，可在不裝鉆頭的情況下，演示整個(gè)加工過(guò)程。此機(jī)床具備鉆樣沖眼功能，可在將要鉆孔的位置預(yù)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(zhuǎn)換：可手動(dòng)將鉆孔位置輸入控制微機(jī)；也具備CAD/CAM轉(zhuǎn)換功能，上位機(jī)裝備處理軟件，可以直接將CAD文件，自動(dòng)生成CAM文件，此CAM文件可由機(jī)床直接執(zhí)行。
二、基于N:N網(wǎng)絡(luò)的電氣控制系統(tǒng)
概述：以HD1715/3型為例，它由四個(gè)數(shù)控軸組成，分別為旋轉(zhuǎn)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(gè)鉆孔動(dòng)力頭，通過(guò)拖鏈與主電控柜相連。本機(jī)床利用基于RS-485的通信網(wǎng)絡(luò)，將四個(gè)單軸數(shù)控系統(tǒng)組成四軸數(shù)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)組成：上位計(jì)算機(jī)提供了一個(gè)界面友好的人機(jī)界面。操作者利用上位機(jī)進(jìn)行程序編制、程序存儲(chǔ)、工件預(yù)覽、程序下載等操作。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，還可以通過(guò)上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控、故障診斷。上位計(jì)算機(jī)控制軟件的平臺(tái)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(wǎng)絡(luò)的主站是此控制系統(tǒng)的控制核心。它在N:N網(wǎng)絡(luò)中的作用是：接受上位計(jì)算機(jī)的定位數(shù)據(jù)、將系統(tǒng)狀態(tài)反映給上位機(jī)、管理三個(gè)從站。此外它還負(fù)責(zé)W軸的定位控制。
N:N網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)從站分別管理三個(gè)工作單元。它們接受從主站傳輸?shù)亩ㄎ粩?shù)據(jù)、控制指令，并以此為依據(jù)控制各工作單元的動(dòng)作。 |
