1.前言
　　數控鉆孔切割機是王長建研制開發的新型加工設備。數控平面鉆床是一種以電腦編程方式對板材進行自動鉆孔的金屬切削機床。數控切割機是一種以電腦編程方式切割出各種形狀的平板型零件的金屬熱加工機床。數控鉆孔切割機是一種結合數控平面鉆床和數控切割機各自特點的組合機床。當工件不需要鉆孔時，可以和其他鋼板切割設備一樣準確無誤的進行鋼板切割下料；當工件需要鉆孔、攻絲時，又可以先進行鉆孔、攻絲，再進行切割下料，數控鉆孔切割機實現了一機多用，大大提高了工作效率。
數控鉆孔切割機適用于造船、機械、化工設備、鍋爐制造、機車車輛，石油化工等制造行業，是鋼板高精度鉆孔、攻絲和熱切割的自動一體化加工設備。
　　2.國內外同類設備的現狀及價格
 　　國外的數控鉆孔切割機發展較早，一些較為知名的廠家都是在數控切割機的基礎上采用舒能高速動力頭（下圖）

或刀塔動力頭（下圖）

由于舒能高速動力頭及其配套功能部件和刀塔動力頭的價格較高，這些設備的價格都要上百萬元。
國內的數控鉆孔切割機發展也是近幾年起步，梅塞爾采用舒能高速動力頭和法利萊（下圖）。

 　　的主軸機構比較復雜，他們的設備價格也很高。如何開發性能不比國內外同類產品差、價格比國內外同類產品低的數控鉆孔切割機成為該機的難題。我們通過不斷的摸索，采用少量部件購買國產品牌并將一些功能部件自主化制造(已獲得多項國家專利)，使得一臺配置有等離子切割功能的數控鉆孔切割機價格控制在幾十萬元左右。

3.主要技術參數

　　4.設備制造構成
　　4.1主機
　　主機是該機的主體，它是由橫梁部件、主機架部件、副機架部件、縱向驅動裝置、驅動溜板、主軸升降機構、主軸部件、鐵板壓緊裝置、刀庫組件、冷卻裝置、從動溜板、割炬升降、等離子切割系統等組成，采用雙邊驅動的門式結構。
　　4.1.1橫梁部件
　　橫梁采用鋼管和鋼板焊接而成的箱形結構,其特點是剛性好,外形美觀。橫梁后側上下裝有直線導軌，并裝有齒條，驅動溜板部件上的輸出齒輪與之相嚙合，實現割炬橫向運動。
　　4.1.2主機架部件
　　主機架是由鋼管和鋼板焊接而成，其兩端裝有支承整機的兩滾輪和二組側向導向滾輪，側向導向滾輪用以調整主機與縱向主導軌的側向間隙，其在整機往復移動時起導向作用，并裝有縱向驅動裝置；兩頂端分別裝有除塵器以清除導軌表面的污物，具有結構緊湊，工作可靠的特點。
　　4.1.3副機架部件
　　副機架部件結構形式與主機架基本相同，僅為對稱制作。
　　4.1.4縱向驅動裝置
　　縱向驅動裝置裝于主機架部件和副機架部件之上，是采用德國原裝行星齒輪減速機裝配有導向，齒隙拉緊機構，經輸出軸齒輪與縱向導軌上的齒條相嚙合，帶動整機作縱向移動。
　　4.1.5驅動溜板
　　驅動溜板采用德國原裝行星齒輪減速機，裝配有導向，經輸出齒輪與齒條相嚙合作橫向移動。
　　4.1.6主軸升降機構
　　主軸升降機構采用伺服電機通過滾珠絲桿帶動使安裝在直線導軌上的拖板作上下運動，從而能使安裝在拖板上的主軸部件進行換刀、快進、攻進等升降動作。
　　4.1.7主軸部件
    主軸部件主要由主軸箱、主軸伺服電機、高速主軸和打刀缸組成，主軸伺服電機通過同步帶輪和同步帶使得高速主軸高速轉動，打刀缸根據需要在換刀時動作。
　　4.1.8鐵板壓緊裝置
    鐵板壓緊裝置由兩組前端裝有半環形壓板的帶導桿氣缸左右對稱安裝在主軸部件兩側，通過帶導桿氣缸的伸縮運動帶動半環形壓板上下運動,從而實現工件壓緊與松開。
　　4.1.9刀庫組件
    刀庫組件是由三個直線分布在刀架上的鉆削刀柄組成，每個鉆削刀柄下面裝有方型傳感器；在刀架的一側安裝有可測定鉆削刀柄刃具長度的對刀撞頭及其感應裝置。
　　4.1.10冷卻裝置
    冷卻裝置是由安裝在箱體上的氣霧冷卻泵作為控制部分，把壓縮空氣和箱體內的冷卻液分別通過管路間歇性釋放到柔性噴嘴中，柔性噴嘴就會把氣霧狀的冷卻液間歇性噴到機床主軸加工處進行冷卻。
　　4.1.11從動溜板
    從動溜板通過硬聯接和驅動溜板連接，用于安裝割炬升降。
　　4.1.12割炬升降
    割炬升降是由升降電機通過絲桿帶動導軌滑塊使與之聯接的割炬作上下升降運動，從而能使割嘴與被切割工件間調整保持合適的距離。由于具有上述縱向及橫向運動，于是就可將割炬移動到X、Y座標上任何點。割　　距的升降也實現了被切割鋼板不同厚度要求的調整。
　　4.1.13等離子切割系統
    等離子電源根據電源大小安裝在橫梁或地面固定位置上，等離子割炬安裝在升降體上，自動升降需配電容式調高器或弧壓式自動調高系統，保證切割高度位置與鋼板恒定，通過控制系統面板自動/手控制起弧、滅弧，就能進行等離子切割。
　　4.1.14等離子割炬弧壓式調高
    由于等離子切割時割嘴與工件之間的距離在3-5 mm時切割質量好,應通過非接觸式傳感裝置加以控制,在整個切割過程中非接觸高度傳感器能使割嘴與工件之間的距離保持不變.保證等離子切割時的切割質量。
　　4.2電氣控制部分
    數控鉆孔切割機的電氣控制部分，由數控、電氣、伺服三個子系統組成，本廠生產數控切割機其控制系統主要部分均采用原裝進口，國外知名品牌。系統采用模塊化結構，布線簡捷、合理、規范、維修方便，由于大量采用規模集成電路，具有體積小，性能穩定等優點；系統還具有故障歷史記錄，故障報警，自我診斷，有效地保護人員和設備；系統具有多種語言菜單（包括中文），可以很方便的進行人機對話，具有多種輸入方式，操作靈活方便，還可與PC機通訊實現自動編程，由于實現計算機操作，大大方便了用戶，節約時間，保證了操作穩定可靠。
　　4.2.1數控系統
　　西班牙FAGOR 8055數控系統
　　它具有智慧和極廣泛的用途，可以勝任幾乎所有的自動鉆孔和切割加工，功能強大，操作方便，容易學習使用，是鉆孔和切割加工中較為普及的控制系統,可應用于數控車床,數控磨床等類型的加工場合。
　　4.2.2電氣系統
　　采用模塊化設計，布線簡便合理、規范，加上大量采用國內外知名品牌的電器元件，電纜，附件，確保了電氣部份可靠性。
　　4.2.3伺服系統
　　伺服系統選用原裝進口品牌：
　　日本松下和西班牙FAGOR全數字式交流伺服系統：  
　　日本松下和西班牙FAGOR交流伺服驅動器
　　日本松下和西班牙FAGOR交流伺服電機  
　　1)  交流伺服電機體積小、輸出扭距大、反應快、采用增量式脈沖編碼器作為位置反饋和速度反饋元件，安裝方便、外形美觀。
　　2)  驅動器是全數字式、功率電源和控制邏輯整合模塊式結構。調整范圍寬，布線簡捷、性能穩定，操作方便。
　　3)  全軟件化參數設定，其中增益、時間常數，零漂補償，加減速、轉矩限制、位置反饋變換等參數，以及自動增益調整等功能 ，確保機器的響應、精度和穩定性。
　　4)  過流、過壓、欠壓、過速，限位等報警保護功能，以及故障歷史記錄和I/O狀態檢查等功能使對機器的保護和維修更加快速有效。
　　4.3管路系統和吊架
　　縱向管路吊架為鋼板焊接結構裝于車間墻壁（或其它固定物）上，將工程塑料拖鏈裝于吊架上進行拖動。
　　橫向管路采用工程塑料拖鏈進行拖動。
　　4.4計算機自動套料軟件
    鋼板切割編程套料軟件的功能幾乎包括了所有鋼板加工工藝。軟件的技術功能包括了從工程制圖、工程圖輸入、DXF文件優化編輯、切割路徑設置、NC輸出、批量零件優化配套、加工過程中材料、工時和損耗等成本的核算和管理。
4.5縱向導軌
    縱向導軌主要由主、副導軌、齒條等組成。導軌采用43 kg/m鋼軌經過精加工后，安裝在沉梁上，機器縱向操作時沿此導軌運行。主導軌上裝有縱向齒條，由主機架上的輸出齒輪與之相嚙合，實現主機的縱向運動。主、副導軌安裝后要保持一定的平行度、平面度，主導軌兩端裝有防撞塊，以防止機架脫軌。
　　5.加工應用
 　　數控鉆孔切割機由于具有鉆孔功能，等離子的穿孔切割厚度可以達到邊緣切割厚度。例如某等離子電源的穿孔切割厚度為25mm，邊緣切割厚度為50mm，只需要在穿孔切割引弧啟始位置鉆一小孔，這樣等離子的穿孔切割厚度就可以達到邊緣切割厚度的50mm，有效的為用戶節約了購買設備成本。切割樣品如下圖：

 　　數控鉆孔切割機由于采用了數控切割機的龍門和路軌結構形式，所以結構配置形式不僅多樣而且變化簡單，實現了企業的通用化、模塊化制造。用戶在選購時只需要提出加工幅面和配置要求，就能在短時間內進行設備交付。