自制數(shù)控集箱鉆

1、職工技術(shù)成果獎申報(bào)表項(xiàng)目名稱自制數(shù)控集箱鉆申報(bào)單位江西省電力設(shè)備總廠地 址郵編成果分類電網(wǎng)：輸電 變電 配電 用電 調(diào)度 電網(wǎng)其他電源：（一）火電 鍋爐 汽機(jī) 電氣一次 電氣二次 熱工 燃料 環(huán)化（二）風(fēng)電 （三）水電 （四）核電 （五）電源其他第一完成人姓名林凱明部門生產(chǎn)技術(shù)部職務(wù)主任電真手機(jī)郵箱其他完成人姓名成斌峰、羅賢發(fā)、胡偉、代銘一、項(xiàng)目針對問題現(xiàn)狀（成果產(chǎn)生背景）(限500字概括，可借助圖片闡述) 集箱的鉆孔加工一直是業(yè)內(nèi)主要難題，并不是技術(shù)含量高，而是加工工作量大，不能出錯(cuò)，而且每個(gè)單位都有普通鉆床，這樣就容易忽視專用設(shè)備的工作效率。而且普通鉆床容易出錯(cuò)鉆

2、偏，操作工容易出現(xiàn)疲勞，造成集箱材料出錯(cuò)報(bào)廢。普通搖臂鉆床由于不是專用設(shè)備，加工長條管件不能一次加工完成，而需要反復(fù)移動位置這樣會造成鉆孔尺寸偏差，如果操作員疏忽則容易造成整根集箱報(bào)廢，所以，為了提高效率，提高加工的精度，小組決定自制一臺集箱鉆。二、項(xiàng)目原理說明（限800字概括，可借助圖片闡述）數(shù)控集箱鉆原理：1、數(shù)控集箱鉆機(jī)床由底座、龍門、數(shù)控分度頭、鉆削頭、垂直滑臺、集箱管支承架、夾壓油缸、排屑與冷卻、自動潤滑以及液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等組成，按形狀可以分為平面型、橫鉆型（我們采用的）和豎鉆型，從精度上來說都沒有問題，都是靠小車或拖板帶動動力頭，靠動力頭的切削來完成對金屬材料的加工，

3、配以數(shù)控控制器，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動控制，實(shí)現(xiàn)無人值守。2、數(shù)控集箱鉆配置的關(guān)鍵機(jī)械、電氣零部件，如直線滾柱導(dǎo)軌（臺灣上銀）、精密減速機(jī)、齒輪齒條副、伺服電機(jī)及驅(qū)動器（西門子）、數(shù)控系統(tǒng)（mach3）等多為國內(nèi)外著名廠家產(chǎn)品，因而整機(jī)的精度可靠性高，故障少，開機(jī)率高。三、項(xiàng)目實(shí)施效果說明（限500字概括，項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益需數(shù)據(jù)量化）1、準(zhǔn)備階段查找大量資料尋找合適的滑軌并檢查能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求精度。電機(jī)在查找資料的同時(shí)確定了品種和型號，選用了步進(jìn)電機(jī)帶閉環(huán)編碼器的型號。圖1：伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的不同在于在一定的價(jià)格空間里。步進(jìn)電機(jī)性價(jià)比較高，在盡量壓縮費(fèi)用的同時(shí)，選擇了步進(jìn)電機(jī)。圖2：實(shí)施效果檢查：能

4、較好與mach3控制器穩(wěn)定鏈接，分步試驗(yàn)并無明顯異常，整體效果良好。2、設(shè)備底梁制作最初設(shè)計(jì)使用箱型梁結(jié)構(gòu)，但由于庫存材料中積壓大量大型工字鋼（型號400*16）。為了體現(xiàn)技改項(xiàng)目盡量使用生產(chǎn)余廢料的精神，所以，改為使用4根該型號鋼梁，兩兩對接成2根長度18米的鋼梁，并用這2根鋼梁制作設(shè)備底座。但是擔(dān)心底梁剛性不足，還是在底部鋪上了20mm的鋼板。圖3：拍攝人：代銘 時(shí)間：2015年4月15日實(shí)施效果檢查：在設(shè)計(jì)改動后一直擔(dān)心的機(jī)床抖動問題沒有出現(xiàn)，總體效果非常好。3、主軌道安裝主滑軌使用的是55型的平面滑軌，要將滑軌安裝到底梁上在沒有設(shè)備的情況下是非常困難的，而且是影響今后機(jī)床精度的主要工作

5、，工作量是整個(gè)設(shè)備制作中最大的。圖4：拍攝人：代銘 時(shí)間：2015年5月22日實(shí)施效果檢查：手工安裝滑軌精度在±0.5mm左右，手工調(diào)校費(fèi)時(shí)長，但達(dá)到整機(jī)精度要求。4、 動力頭安裝動力頭是比較簡單的一個(gè)變速傳動機(jī)構(gòu)基本原理就是電機(jī)帶動一個(gè)齒輪變速機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)鏜削、銑削、鉆削等功能,可以小范圍的直線運(yùn)動,可以完成一般的加工。將2個(gè)動力頭分別安裝在2個(gè)拖板上，使它可以在裝好的主滑軌上全長度范圍內(nèi)滑動，并能沿主滑軌垂直方向運(yùn)動。這就是數(shù)控X軸和Y軸。圖5：拍攝人：代銘 時(shí)間：2015年6月28日實(shí)施效果檢查：X軸和Y軸運(yùn)行順滑，無卡頓效果非常好。5、電路制作安裝把步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、mach

6、3驅(qū)動器、電腦等安裝至控制箱內(nèi)，控制箱安裝至動力頭拖板上。電路安裝要注意：1、 良好的接地。良好的接地將直接決定設(shè)備的安裝質(zhì)量。2、 檢查電路。要保證設(shè)備所在的電路可以安全的進(jìn)行操作。3、 通電檢測。一切正常后再進(jìn)行通電操作。圖6：拍攝人：代銘 時(shí)間：2015年9月12日實(shí)施效果檢查：安裝中成功解決了相互干擾的問題，最終能可靠穩(wěn)定的工作，較好的完成了課題目標(biāo)。6、 整體運(yùn)行調(diào)試 圖7拍攝人：代銘 時(shí)間：2015年10月28日實(shí)施效果檢查：使用A級鍋爐集箱進(jìn)行鉆孔作業(yè)一切工作順利完成，設(shè)備加工的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。下圖是使用自制數(shù)控集箱鉆加工所得到的產(chǎn)品符合廠家要求，說明設(shè)備從設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試一步步

7、走來完成所有測試，說明設(shè)備研發(fā)成功。圖8四、項(xiàng)目推廣前景描述（限300字，從“行業(yè)全面推廣、行業(yè)部分推廣、特定情況下局部推廣”三個(gè)層次來定位推廣前景位并說明）集箱管數(shù)控鉆床簡稱集箱鉆是主要用于鍋爐行業(yè)采用高速鋼麻花鉆鉆削集箱管上的管孔，并可使用專用高速鋼組合鉆锪刀具完成焊接坡口的加工。代替人工劃線，大大提高了孔的位置精度和鉆削效率，實(shí)現(xiàn)鉆孔自動化。此設(shè)備由于用于在大型管件上鉆孔，專用性強(qiáng)，價(jià)格昂貴，市場上一般標(biāo)價(jià)在180萬以上，這個(gè)價(jià)格還是精度偏低的產(chǎn)品，因而沒有得到普及。而我們這臺自制的數(shù)控集箱鉆用最小的投資（15萬）實(shí)現(xiàn)了集箱鉆的所有基本功能，所以在鍋爐加工制造行業(yè)有較大的推廣價(jià)值。五、創(chuàng)新點(diǎn)、效果歸納及專利申請或授權(quán)情況（限300字，從“根本解決問題、基本解決問題、部分解決問題”三個(gè)層次來歸納效果并說明）自制數(shù)控集箱鉆的創(chuàng)新點(diǎn)：1、 本次QC活動主要創(chuàng)新點(diǎn)在于我們小組將結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜的豎鉆結(jié)構(gòu)成功的改成了結(jié)構(gòu)相對簡單、加工強(qiáng)度較低、制作較簡便的橫鉆形式。2、 成功的將國外成熟軟件MACH3做主控軟件，配以伺服電機(jī)、PLC和變頻器等組成控制電路，成功的控制了機(jī)床達(dá)到了鉆孔需要的