Control-mind锅筒钻床系统

发布时间:2015-02-02 供稿单位: 北京阿沃德自动化设备有限公司 推荐等级: 星级指数 星级指数 星级指数 点击次数:282 共0条反馈

一、简介:

       目前世界上的数控系统种类繁多,如:西门子、发那科、三菱、发格、海德汉、广数、华中数控、凯恩帝等,大多是通用数控系统主要针对车床、铣床、加工中心等常用机床。数控钻床主要为点位控制,通常认为比较简单没有专用数控系统,基本使用铣床系统进行加工,铣床系统虽有一些钻孔智力,但是并不全面加工时改变参数比较困难。电站锅炉/工业锅炉锅筒一般尺寸大、重量大,旋转、挪动不方便,锅筒上孔的数量多、密度大,所以这类钻床多为2头、3头等多头钻轴同时进行加工。我公司基于Control-mind开放式数控系统平台开发了锅筒钻床系统。此系统操作方便,可直接导入CAD图形,根据孔密度自动分配给各头钻孔,先进的算法最大限度保障各头同时钻孔,不能同时钻的孔采用就近原则,哪个头离的近,哪个头进行钻孔,加工效率比手动编程大大提高。钻孔中可实时改变转速、钻孔速度,改变钻头型号进行分步钻孔。加工中钻过的孔颜色变化便于识别,运动轨迹动态变化,孔数统计等,仿真时相应状态也会变化。可进行断点加工,加装自动换刀装置,加装自动探针探测锅筒高度。

二、设备介绍:

       1.工件介绍

       图1锅炉锅筒的机械结构,其上面的孔是需要由数控机床来完成加工的。从图中可看出锅炉锅筒为回旋体零件,其上面需要钻的孔很多。图2为加工后的孔,可见孔壁很光滑,孔边缘界限清晰无毛刺。

       2.机床介绍

       图3所示为设备加工过程,中间的长圆筒即为锅筒。远端黄色梯子部分为机床主机部分,配有三个主轴钻头,同时钻孔。蓝色部分为液压托架,设备两端为三爪卡盘进行工件固定。

                           图3

       3.机床结构

       图4中为3头机床结构,中间的为定轴两边的为动轴,X轴运动时3个Z轴一起运动,动轴和定轴通过U轴调整距离,动定轴间距可设置。Control-mind锅筒钻床系统支持2头及3头钻床,为了保证兼容性,2头及3头钻床定轴都是Z2。

                                      

       三、Control-mind锅筒钻床系统

       1.通用数控系统

       通用数控系统主要有西门子、发那科、三菱、海德汉、发格、广州数控、华中数控、凯恩帝等,能满足7轴的锅筒钻床系统不多。这些系统做钻床加工时基本使用铣床系统进行加工,铣床系统虽有一些钻孔指令,但是并不全面加工时改变参数比较困难。这些系统应用于钻孔有如下缺陷:

       (1)无专用钻孔指令或钻孔指令编程麻烦:

       G01指令,Z轴进刀和退刀都使用此指令速度不同。一个单步钻孔动作需3条指令完成:进刀,延时,退刀;多步钻孔需更多指令完成,且易混淆。

       使用钻孔循环指令,后面介绍。钻孔循环指令格式复杂,编程难度较大对编程人员要求较高。

       G73 高速排序钻孔循环指令,格式G90/G91 G98/G99  G73 X_ Y_Z_R_Q_F_K_。

       G81 浅孔/中心孔循环指令,格式G90/G91 G98/G99  G81 X_ Y_Z_R_F_K_。

       G82 钻孔/逆镗孔循环指令,格式G90/G91 G98/G99  G82 X_ Y_Z_R_P_F_K_。

       G83啄式深孔钻孔/小孔排屑钻孔循环指令,格式G90/G91 G98/G99  G83 X_ Y_Z_R_Q_F_K_。

       (2)钻孔指令都存于G代码文件中,加工时参数无法修改,暂停后才能修改,加工效果不理想时要反复修改执行停止运行,浪费时间。

       (3)这些系统使用的G代码文件都由第三方CAM软件生成或操作人员编程实现。CAM软件只能生成单头钻床文件,多头钻床无法进行轴分配所以无法生成合适文件。操作人员按照图纸编程可实现多头钻床加工,但是编程时要计算各孔间距,费时费力编出的程序不能最大限度的利用各头钻孔。

       (4)这些系统只能显示各轴坐标,哪些孔是否钻过无法判断,若断点位置错误时,需人工手动找孔。

       2.Control-mind锅筒钻床系统

       针对以上数控系统不足与缺陷,我公司特为此开发了专用数控系统。本系统可最大支持2通道16轴,256输入/256输出。本系统外观有两种,一种是类似传统数控系统机床面板形式,另一种是安装于工控机中。其主要功能如下(此处只介绍适用于钻床的功能和新添加的功能,其它机床的功能参见本公司相关系统介绍):

       1)其它数控系统都是加工系统,文件处理需CAM软件完成,数控系统本身只能进行G代码修改或加工固定工件。Control-mind锅筒钻床系统可进行G代码读入,全部/断点钻孔,手动移动,手动钻孔。

       2)Control-mind锅筒钻床系统可直接导入CAD文件,根据孔密度自动分配给各头钻孔。

       3)Control-mind锅筒钻床系统刀具设置相当人性化,目前可设置9把刀,不钻的孔不用删除可改为刀号0,想钻时再恢复。

       4)钻孔中可实时改变转速、钻孔速度、改变钻头类型等参数,可进行分步钻孔。

       5)设立G05代码代替通用数控系统钻孔循环,一条代码实现多条代码功能,方便查看修改。

       6)加工中钻过的孔颜色变化便于识别,运动轨迹动态变化,孔数统计等,仿真时相应状态也会变化。

       7)预留自动换刀装置接口,自动探针探测锅筒高度接口(根据客户需要添加)。

       2.1 图形处理功能

       Control-mind锅筒钻床系统首创在数控系统中添加图形编辑功能。如图5所示,此软件功能强大具有类似AutoCAD的部分功能。具有的详细功能介绍如下:

                               图5

       1)新建cgr文件,打开cgr文件、DXF文件,保存为cgr文件,导出自动分配钻头后的G代码文件,G代码文件逆生成DXF文件(在CAD中验证分配是否有误差)。cgr文件为打开DXF文件后输入工件参数如宽度、直径等,加入自绘的线孔等图形的文件。

       2 )可进行图形的选中、查找、筛选、复制、粘贴、剪切、删除、旋转、镜像、反向、测量、移动、钻/不钻、撤消、重做等编辑操作。

       3)可绘制孔、线、3点弧、起终点半径弧、3点圆、圆心半径圆、弧线、椭圆、矩形、跑道形、正多边形等;通过图形属性可修改相关特性参数。

       4)可进行鼠标滚轮自由缩放、框选放大、适合图形、适合窗口、刻度显示隐藏、导航等视图查看。

       5)导入DXF文件时,自动进行重复孔删除,按孔多少自动排序,自动识别原点,并根据不同孔径识别为不同刀号进行显示。

       6)可选择2头或3头机床,在卡盘手抓位置可生成暂停代码。G代码文件生成时钻孔指令为G05,进刀及退刀速度,深度在刀具表内设定,加工时读取刀具表内数据。

       2.2 独特钻孔功能

       此功能由两部分实现,G05指令和刀具参数表组成。这两部分配合实现该功能,此功能可实时改变钻孔参数,钻孔类型,提供加工效率。并且由于G05指令,执行“单步”模式时可手动钻一个孔。

       刀具参数表

       Control-mind锅筒钻床系统专为钻床工艺设计了独特的刀具参数表,如图6所示。N号刀为不钻孔的刀具号颜色,其它的可设置相关参数。类型:0-为高速钻,1-为麻花钻,这里麻花钻分3步钻孔,各部分介绍参见图7。图形处理时转换钻孔指令G05,数控系统在执行G05时根据刀具号从刀具参数表内读取参数。自动根据类型决定是否分步钻,此表可在加工前/中/后更改,改完后在钻下一个孔时起作用,若改变当前钻孔速度可调节进给倍率。

                                    图6

                           图7

       G05指令

       此指令使用异常简单,直接书写G05换行即可,执行效果为在当前XY位置使用当前刀具钻一个孔。执行“MDI”模式要注意确保主轴有刀,主轴旋转,冷却水吸尘打开等辅助操作。

       2.3 动态显示功能

       由图形处理完成后显示图8所示界面,未钻孔为绿色显示,不同直径孔大小不同,不同颜色线条为对应刀具的加工路径。钻孔加工(或仿真)时,光标为刀具所在XY位置,钻过的孔显示灰色,同时钻的孔同时变灰。断点执行时,前面自动变灰从断点处开始继续加工。

       2.4换刀功能

       1) 手动换刀,进行不同刀具加工时当执行到刀号位置时提示更换刀具。手动换刀主轴旋转前一定要确认是否有刀具,防止损坏主轴。

       2) 自动换刀,可进行盘式及链式刀库换刀。此种加工方式主轴能自动记忆刀具刀号及直径,不会出现差错。

       四、结束语

       Control-mind锅筒钻床系统的开发使得钻孔操作更简便效率更高,由于篇幅所限内容介绍的不详细。此钻床系统能读取CAD文件,自动分配多头钻孔,解决了手动编程带来的错误,加工路径不好等问题。独特的钻孔设计,可方便调试钻床,修改加工参数。此钻床系统经过少量改动可应用于其它行业钻床,能大大提高钻床加工效率。很多国外系统要想更改或添加某个功能国内代理商无法更改,国外公司不愿给更改。而Control-mind数控系统为源于德国的平台,我公司技术实力强大可定制开发各行各业的数控系统。

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