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国内数控锅筒钻床的功能及其应用
 
慧聪网   2006年2月16日10时23分   信息来源:中国机电企业网    

   一、概述

   电站锅炉、工业锅炉锅筒一般尺寸较大,重量较大,旋转、挪动不易。锅筒上需要钻出许多透孔,用于穿管。这些孔直径一般为几十毫米,孔的数量多,密度大,孔的位置精度要求高。在锅筒上或其他筒状结构的工件,具体到生产工艺,就是怎样用较少的时间钻出符合要求的孔。


   传统的锅筒钻孔过程包括划线、打样冲眼、钻引导孔、扩孔。大锅筒一般是卷筒工艺制成,往往锅筒外缘其圆度偏差较大。如果没有专用旋转夹具,而是根据弧长测算出的角度来确定划线位置,可能导致大量的孔偏离理论位置,给后续的插管对接安装增添极大麻烦。另外,单凭肉眼观测,拉尺测量,也较易出错。划线是第一个工序,用来确定孔的位置,划线工作一般是由有经验的老师傅来完成。用摇臂钻加工锅筒工件时,工件的装夹,对不同尺寸工件的适应性,都是一个问题。不论是钻引导孔还是扩孔,不论是使用手枪钻、磁力钻还是摇臂钻,操作工人都要及时调整钻头位置和锅筒位置,需集中精力,十分小心。整个过程下来,锅筒有可能来回翻转三到四遍。效率低,工人劳动强度较大。容易出错。


   锅筒数控钻床为满足锅炉行业锅筒加工的需要,法因数控公司开发了用于锅筒加工的锅筒数控钻床。

   1、锅筒的夹持:专用卡盘,锅筒两端各有一个:头端卡盘、尾端卡盘。头端卡盘为主动盘,由伺服电机驱动,用于精确分度测量及定位,尾端卡盘为从动盘,跟随主动盘转动。尾端从动卡盘可沿锅筒轴向移动,以适应不同长度的锅筒。其结构和工作原理,类似于普通车床上的卡盘。卡盘上的卡爪由液压驱动,将工件抓紧或松开。卡盘所能卡装的工件直径及长度,因客户的要求而有所变化。以HD1715和HD1212两种型号的锅筒数控钻床为例,HD1715最大能加工直径为1700mm,长度为15000mm,厚度为50mm的锅筒,HD1212最大能加工直径为1200mm,长度为12000mm,厚度为50mm的锅筒。在做机床方案设计的时候,设计人员已经考虑到,因工件规格的变化,有可能引起机床结构的变化。采用了柔性的设计方案。当工件规格变化时,只需改动较少的部件即可生产出新的机型。


   2、钻孔动力头:HD1715和HD1212两种型号的锅筒数控钻床,都加装了三个钻孔动力头,这三个钻孔动力头既可以单独工作,又可以相互配合同时工作,大大提高了工作效率。根据需要,钻孔动力头最多可以增加至7个。钻孔动力头结构采用自控行程动力头,能自动适应工件直径和厚度的变化,不需做专门的设定,它能自动检测到工件表面,迅速的将“快进进给”转化为“工进进给”,当工件钻透时亦能自动将“工进进给”转化为“快速退回”。自动化程度高,提高了工作效率。


   3、冷却与排屑:钻孔时,冷却液由水泵泵至钻孔处,钻完后,自动停止。冷却水循环使用。铁屑由自动排屑器自动收集到铁屑箱内。


   4、预演与钻样冲眼:此机床设置了预演功能,可在不装钻头的情况下,演示整个加工过程。此机床具备钻样冲眼功能,可在将要钻孔的位置预先钻上样冲眼。


   5、钻孔最大直径Φ63mm(Φ52mm以下可一次性直接钻削)。


   6、CAD/CAM直接转换:可手动将钻孔位置输入控制微机;也具备CAD/CAM转换功能,上位机装备处理软件,可以直接将CAD文件,自动生成CAM文件,此CAM文件可由机床直接执行。

   四、基于N:N网络的电气控制系统

   1、概述:以HD1715/3型为例,它由四个数控轴组成,分别为旋转轴W轴、T1工作单元、T2工作单元、T3工作单元。其中T1工作单元、T2工作单元、T3工作单元,分别控制三个钻孔动力头,通过拖链与主电控柜相连。本机床利用基于RS-485的通信网络,将四个单轴数控系统组成四轴数控系统。


   2、系统组成:

   上位计算机提供了一个界面友好的人机界面。操作者利用上位机进行程序编制、程序存储、工件预览、程序下载等操作。在系统运行过程中,还可以通过上位计算机进行系统监控、故障诊断。上位计算机控制软件的平台为中文Windows,界面友好,全中文操作,图文并茂,有良好的交互性。

   N:N网络的主站是此控制系统的控制核心。它在N:N网络中的作用是:接受上位计算机的定位数据、将系统状态反映给上位机、管理三个从站。此外它还负责W轴的定位控制。

   N:N网络的三个从站分别管理三个工作单元。它们接受从主站传输的定位数据、控制指令,并以此为依据控制各工作单元的动作。

   3、系统特点:

   ①应用简单。上位计算机的控制软件界面友好,全中文操作,图文并茂,有良好的交互性。操作者只需将工件程序输入上位计算机,便可自动加工。

   ②性能卓越。RS-485通信具有优异的抗噪性能,线路干扰大大减小,具有高可靠性。且系统具有自动诊断监控功能,使故障排除十分简单。

   ③维护成本低廉。各工作单元单独由各自电控柜控制,各工作单元间仅用三根通信线相连,接线十分方便。可减少维护成本,保证高的工作效率

   五、软件

   针对此电气控制系统,开发了专用的软件。用户长期使用,客户普遍反映,使用此设备之后,原来需1到2周的工作量,现在只需2天即可完成;划线不再需要了;由于锅筒钻孔岗位不再局限于男性,安排工作时,可以不考虑性别因素。劳动强度明显降低。

 
 
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