鋼結(jié)構(gòu)做為一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，是國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)開發(fā)商正在逐步推廣和應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式，我國(guó)雖然起步較晚，但正顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)和廣闊的市場(chǎng)。
鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費(fèi)用省、占用面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點(diǎn)，與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型的可再次利用的，也是易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)，發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。我國(guó)自1996年鋼產(chǎn)量突破億噸(近幾年來(lái)鋼產(chǎn)量一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2002年全年鋼材表觀消費(fèi)量將在1.8億噸以上)及實(shí)行合理利用鋼材和積極采用鋼結(jié)構(gòu)的政策以來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)得到迅速發(fā)展�！吨袊�(guó)建筑技術(shù)政策》(1996－2010)的公布，對(duì)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展是一個(gè)有力的推動(dòng)，開創(chuàng)了鋼結(jié)構(gòu)在建筑中應(yīng)用的新時(shí)期，鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)如雨后春筍涌現(xiàn)出來(lái)。
鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)用作梁柱的H型鋼有熱軋H型鋼和焊接H型鋼。過(guò)去我國(guó)長(zhǎng)期不能生產(chǎn)熱軋H型鋼，現(xiàn)在已在馬鋼,萊鋼和鞍山第一軋鋼廠生產(chǎn)，最大截面高度700mm。我國(guó)的型材品種規(guī)格還不能滿足建筑需要，H型鋼的規(guī)格不多，我國(guó)大部分鋼結(jié)構(gòu)加工廠家目前主要采用焊接法生產(chǎn)H型鋼。
生產(chǎn)焊接H型鋼的生產(chǎn)線所用設(shè)備，部分是數(shù)控設(shè)備，大多數(shù)設(shè)備采用人工控制，自動(dòng)化程度不高。只有個(gè)別企業(yè)采用從板材切割、自動(dòng)焊接、自動(dòng)矯正等H型鋼和箱型梁柱自動(dòng)化流水線作業(yè)。
隨著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)配套加工設(shè)備也提出了更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)所使用的加工設(shè)備有初加工設(shè)備和二次數(shù)控加工設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)所使用的初加工設(shè)備(切割機(jī)、組立機(jī)、焊接機(jī)、翼板矯正機(jī))大都是國(guó)產(chǎn)的，而鋼結(jié)構(gòu)CNC二次加工設(shè)備(如數(shù)控三維鉆、數(shù)控平面鉆、數(shù)控鎖口機(jī)、轉(zhuǎn)角帶鋸、轉(zhuǎn)角盤鋸、鉆割復(fù)合機(jī)、沖割復(fù)合機(jī))，規(guī)模較大的鋼結(jié)構(gòu)廠已裝備了部分進(jìn)口設(shè)備。因?yàn)榻刂咕攀甏┢�，�?guó)內(nèi)尚無(wú)生產(chǎn)廠家，所以，目前擁有這類設(shè)備，在一定程度上反映著一個(gè)企業(yè)的資質(zhì)等級(jí)和技術(shù)裝備水平。1990年至1998年內(nèi)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅數(shù)控三維鉆、數(shù)控平面鉆進(jìn)口已有四十余臺(tái)，這些產(chǎn)品分別來(lái)自：
DAITO(日)、SHOWASEIKO(日)、PEDDINGHAUS(美)、FICEP(意)、AMADA(日)、KAWASAKI(日)、KALTENBACH(德)、FMI(美)等公司，其中以DAITO(日)和SHOWASEIKO(日)的設(shè)備進(jìn)口數(shù)量較多，用戶使用效果尚可。鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備之所以得到快速的推廣和應(yīng)用，原因主要有如下幾個(gè)方面：
1)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑市場(chǎng)的快速形成；
2)鋼結(jié)構(gòu)要求施工速度快，數(shù)控加工能有效保證制件精度，從而提高施工速度，減少重復(fù)施工；
3)鋼結(jié)構(gòu)的種類較多，諸如高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的工程的質(zhì)量要求很
高，構(gòu)件的規(guī)格尺寸多變，采用傳統(tǒng)的方法加工(如模板和搖臂鉆)不足以滿足要求，隨著數(shù)控加工技術(shù)可靠性的提高，其原有的柔性加工的特點(diǎn)更得到了充分的應(yīng)用，可有效滿足多規(guī)格、多品種構(gòu)件的加工需要。
3鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備簡(jiǎn)介：
3.1常見的鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備：
現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹一下幾種常見鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備。
3.1.1CNC數(shù)控三維鉆床
設(shè)備的用途：
CNC數(shù)控三維鉆床，可廣泛用于建筑、橋梁、電站鍋爐等行業(yè)。尤其適用于鋼結(jié)構(gòu)中H型鋼、箱形梁(box梁)和長(zhǎng)條平板上孔的鉆削，同時(shí)利用其測(cè)量功能，可為下道工序(焊接、鋸切)提供位置標(biāo)記。它是國(guó)內(nèi)該類作業(yè)中先進(jìn)的加工設(shè)備。
設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：
(1)具有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的鉆削動(dòng)力頭,即垂直、左、右鉆削頭，每個(gè)鉆削動(dòng)力頭均有兩個(gè)數(shù)控軸驅(qū)動(dòng)和垂直于加工面的數(shù)字化液壓進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。各鉆頭既可單獨(dú)，又可同時(shí)完成其鉆孔作業(yè)。經(jīng)一次裝夾后，可自動(dòng)完成H型鋼上孔組內(nèi)(包括腹板和兩翼板)所有孔的加工。本機(jī)的鉆削動(dòng)力頭，不僅能在垂直于工件送進(jìn)的方向上數(shù)控定位移動(dòng)，而且可以在工件送進(jìn)的方向上數(shù)控準(zhǔn)確移動(dòng)。所以，當(dāng)H型鋼翼板和腹板上的孔不處于同一橫截面時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)同時(shí)鉆孔，可比鉆削動(dòng)力頭不能沿工件送進(jìn)方向上移動(dòng)的三維鉆床，提高效率50%以上。
(2)工件(H型鋼)送進(jìn)移動(dòng)，由液壓和機(jī)械控制的輥輪驅(qū)動(dòng)，并由檢測(cè)輪準(zhǔn)確測(cè)出實(shí)際送進(jìn)距離，傳送給數(shù)控系統(tǒng)來(lái)確保兩孔群之間的距離精度，另外，該機(jī)還具備工件的頭部和尾部端面的光電定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
(3)工件在機(jī)床上移動(dòng)定位后，機(jī)床具有可靠的垂直和側(cè)向夾緊系統(tǒng)。
(4)工件裝夾后，本機(jī)備有腹板和翼板變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將誤差返饋給計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正鉆孔位置。為減小大規(guī)格輕型H型鋼腹板鉆孔時(shí)的變形，本機(jī)還具有增強(qiáng)H型鋼腹板剛度的液壓多點(diǎn)支撐裝置。
(5)各鉆削頭采用液壓滑套式結(jié)構(gòu)，其主軸轉(zhuǎn)速是由變頻器無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，可按不同材質(zhì)和孔徑快速設(shè)定。鉆頭和主軸之間，由快換夾頭聯(lián)接，更換鉆頭快捷、準(zhǔn)確。
(6)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、光電編碼器、PLC等構(gòu)成。只需輸入工件尺寸，自動(dòng)生成加工程序,可按件號(hào)隨時(shí)存儲(chǔ)、調(diào)用、顯示和通訊。此外，本機(jī)的電氣控制，既可實(shí)現(xiàn)各加工參數(shù)單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)整控制,又可實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)控制加工。
3.1.2轉(zhuǎn)角帶鋸
設(shè)備的用途及特點(diǎn)：
(1)鋸切H型鋼的專用帶鋸。
(2)備有激光對(duì)線功能，能方便準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)鋸切位置。
(3)工件不需轉(zhuǎn)動(dòng)，可轉(zhuǎn)動(dòng)鋸床0°～45°斜切，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
(4)良好的調(diào)正夾緊裝置保證了鋸切的平穩(wěn)和快捷。
(5)帶鋸條張緊采用液壓控制，使鋸條在快速運(yùn)動(dòng)中保持良好的張緊力，避免了夾鋸和鋸切面不平整等現(xiàn)象。
(6)鋸床采用PLC控制，整個(gè)鋸切過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，鋸切完畢后自動(dòng)回原位，操作簡(jiǎn)易，方便。自動(dòng)送料結(jié)合手動(dòng)微調(diào)，使鋸切工件更準(zhǔn)確、方便。
(7)鋸切時(shí)鋸條的線速度和鋸架下降的進(jìn)給速度均無(wú)級(jí)可調(diào)，能適應(yīng)不同規(guī)格的工件，充分發(fā)揮設(shè)備的性能。
3.1.3H型鋼數(shù)控鎖口機(jī)
鎖口機(jī)就是對(duì)H型鋼端面進(jìn)行特殊銑削加工的設(shè)備。
設(shè)備的用途及特點(diǎn)：
(1)采用了四個(gè)三主軸銑削頭，兩面料道。吊裝一次完成H型鋼兩端部的銑削加工，避免了兩次吊裝、轉(zhuǎn)頭的麻煩，提高了工作效率。
(2)由于采用了可編程控制器、編碼器、變頻器等電子器件，可實(shí)現(xiàn)銑削過(guò)程自動(dòng)化。
(3)采用變頻輸送輥道，輸送的快慢可自動(dòng)調(diào)整，保證了送料的安全性和可靠性。
(4)能自動(dòng)調(diào)整定位，不需要人工調(diào)整，就可進(jìn)行不同規(guī)格H型鋼銑削的調(diào)整。
(5)銑削時(shí)，雙面兩銑削頭、各安裝三種銑刀順序加工，所以H型鋼翼板銑邊、坡口，及腹板弧形缺口的加工，可在銑削頭一次行程內(nèi)加工完成。
(6)銑邊、開坡口、銑弧形缺口均采用了硬質(zhì)可轉(zhuǎn)位刀片銑刀，不必重磨刀片，可長(zhǎng)期多次使用。坡口的大小可進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)品的加工質(zhì)量高，加工后不必再進(jìn)行任何加工。
(7)具有縱向移動(dòng)滑臺(tái)，可以加工H型鋼傾斜端面上的銑口。
(8)本機(jī)可并入H型鋼加工生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。
3.2專用的鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備
3.2.1雙工作臺(tái)龍門移動(dòng)式CNC數(shù)控平面鉆床
設(shè)備的用途：
該設(shè)備用于加工平板類多孔零件，如鋼結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)板、聯(lián)接板和鍋爐、中央空調(diào)、熱交換器上的管板等，所使用的鉆頭一般為高速鋼鉆頭(也可使用涂鈦鉆頭和硬質(zhì)合金鉆頭)，鉆大孔時(shí)也可以用標(biāo)準(zhǔn)的套料鉆頭。
設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
(1)高效—由于采用了雙工作臺(tái)、龍門移動(dòng)式結(jié)構(gòu)、液壓快速夾緊，從而節(jié)省了輔助時(shí)間，提高了功效。
(2)可靠—該設(shè)備采用的控制元件(伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、PLC、編碼器等)、液壓元器件、氣動(dòng)元器件、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠等均為國(guó)外名家產(chǎn)品，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性高。
(3)方便—由于采用了液壓快速夾緊、自動(dòng)排屑、自動(dòng)回收冷卻液、動(dòng)力頭變頻無(wú)級(jí)調(diào)速，減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。
(4)簡(jiǎn)單—鉆床主軸進(jìn)給全過(guò)程數(shù)字控制，方便的快速進(jìn)給、工作進(jìn)給、快速返回的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，勿需人工調(diào)整。動(dòng)力頭采用液壓滑套式結(jié)構(gòu)，其主軸轉(zhuǎn)速采用變頻無(wú)級(jí)調(diào)速，可按不同的材質(zhì)和鉆頭直徑快速設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速。
3.2.2臥式數(shù)控萬(wàn)能鉆銑床
設(shè)備的用途及特點(diǎn)：
(1)臥式數(shù)控鉆、銑床，主要用于在變截面、超大截面鋼構(gòu)件上孔的加工。該設(shè)備還可用于角鋼、槽鋼、方鋼管，長(zhǎng)條平板及變截面H型鋼和箱形梁各種孔的加工。
(2)鉆削動(dòng)力頭和銑削動(dòng)力頭的縱向移動(dòng)，是在床身上側(cè)同一組直線滾動(dòng)導(dǎo)軌上，由齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的。
(3)鉆削動(dòng)力頭的垂直移動(dòng)，由伺服電機(jī)、滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，液壓缸平衡。確保高精度和快速移動(dòng)的定位。
(4)數(shù)控操作臺(tái)與動(dòng)力頭安裝在一起，操作方便。
(5)工作臺(tái)是組合分段式，工作臺(tái)可根據(jù)用戶實(shí)際情況選定長(zhǎng)度。工作臺(tái)分主工作臺(tái)和副工作臺(tái)，工作臺(tái)上帶T型槽，副工作臺(tái)成梳狀布局起輔助支承作用。
(6)采用壓縮空氣噴霧冷卻，確保鉆削性能和使用壽命。
3.2.3CNC數(shù)控沖割復(fù)合機(jī)
設(shè)備的用途：
CNC數(shù)控沖割復(fù)合機(jī)，主要用于長(zhǎng)條類平板的沖孔和切割，H型鋼在焊接前的翼板和腹板以及各種形狀的鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)接板都適合于在該機(jī)上加工。
設(shè)備的結(jié)構(gòu)：
(1)主機(jī)采用閉式床身，結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)、緊湊。
(2)采用前后輥式數(shù)控送料，送料長(zhǎng)度不限。
3)該機(jī)備有三種可選沖模，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)做橫向的數(shù)控運(yùn)動(dòng)，可沖出三種不同孔徑。
(4)該機(jī)備有等離子或火焰切割單元，隨機(jī)做橫向數(shù)控運(yùn)動(dòng)，與縱向送料數(shù)控運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)，可自動(dòng)切割多種不同形狀的工件。
設(shè)備的特點(diǎn)：
(1)效率高—當(dāng)對(duì)焊接前的H型鋼的翼板和腹板沖孔時(shí)，其效率遠(yuǎn)大于鉆孔。
(2)方便—次裝夾后可直接對(duì)多件聯(lián)接板沖孔和切割四周，而傳統(tǒng)的方法是先把四周加工出來(lái)，再換到壓力機(jī)上逐件沖孔，工序繁瑣，而且很不方便。
(3)加工范圍寬廣—送進(jìn)去的是一種長(zhǎng)條類平板,而加工出來(lái)的零件，既可以是長(zhǎng)條類平板多孔零件(可無(wú)限長(zhǎng))，也可以是塊狀異型多孔的平板(如鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)接板)，這是其它單一沖、鉆設(shè)備所不及的。
3.3常見鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備組成的生產(chǎn)線簡(jiǎn)介
常見鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備包括數(shù)控三維鉆、數(shù)控轉(zhuǎn)角帶鋸、數(shù)控鎖口機(jī)及相關(guān)的自動(dòng)化料道，可組成自動(dòng)生產(chǎn)線(見圖1)，實(shí)現(xiàn)少吊車或無(wú)吊車化加工，其工藝流程(見圖2)為：
①上料(將工件放到橫向料道)；
②由推料機(jī)構(gòu)自動(dòng)將工件推入縱向料道，縱向料道將工件送進(jìn)數(shù)控三維鉆，按數(shù)控程序的設(shè)定自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行鉆孔加工；
③鉆孔加工完成后工件料道繼續(xù)送進(jìn)，由鋸床按設(shè)定長(zhǎng)度截?cái)啵?br>
④工件截?cái)嗪笕粜枰姸丝谟涉i口銑加工端口然后出料，若不需要就直接出料，整個(gè)加工工序完成。
⑤考慮到各臺(tái)設(shè)備尤其是鋸床和三維鉆床加工能力的不均衡，故布置兩臺(tái)鋸床以滿足均衡生產(chǎn)的需要。
4機(jī)遇與挑戰(zhàn)
鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史，在我國(guó)尚是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)。勞動(dòng)密集型、手工生產(chǎn)為主、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、加工精度低、自動(dòng)化程度低、技術(shù)含量低，上述特點(diǎn)決定了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的現(xiàn)狀，這一切制約著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)向著高層建筑、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高水平前進(jìn)的步伐。鋼結(jié)構(gòu)數(shù)控加工設(shè)備的制造在我國(guó)雖然起步較晚，但是發(fā)展的勢(shì)頭迅猛，與國(guó)外產(chǎn)品相比具有自己的技術(shù)特點(diǎn)，目前漸以形成了較強(qiáng)的配套能力，從而使得國(guó)產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)二次數(shù)控加工設(shè)備占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)絕大部分市場(chǎng)，基本上能滿足鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需要。盡管如此，我們應(yīng)該清醒的看到，在鋼結(jié)構(gòu)數(shù)控加工設(shè)備的規(guī)格、加工工藝、滿足各種用戶的需求方面仍有一定的差距。
用計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)是當(dāng)今制造業(yè)發(fā)展的主流，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，是時(shí)代進(jìn)步的必然結(jié)果，現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的滲透已發(fā)展到不容忽視的程度，數(shù)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化將引發(fā)工廠經(jīng)營(yíng)管理的革命。我們相信，只要我們共同努力，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)必然會(huì)迎來(lái)一個(gè)明媚的春天。(來(lái)源：百度) |
