鋼結構做為一個經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，是國內(nèi)外建筑業(yè)開發(fā)商正在逐步推廣和應用的一種結構形式，我國雖然起步較晚，但正顯示出強勁的發(fā)展趨勢和廣闊的市場。
鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占用面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點，與混凝土結構相比它是環(huán)保型的可再次利用的，也是易于產(chǎn)業(yè)化的結構，發(fā)達國家在建筑中廣泛采用鋼結構。我國自1996年鋼產(chǎn)量突破億噸(近幾年來鋼產(chǎn)量一直在穩(wěn)步增長，預計2002年全年鋼材表觀消費量將在1.8億噸以上)及實行合理利用鋼材和積極采用鋼結構的政策以來，鋼結構得到迅速發(fā)展�！吨袊ㄖ夹g政策》(1996－2010)的公布，對我國鋼結構的發(fā)展是一個有力的推動，開創(chuàng)了鋼結構在建筑中應用的新時期，鋼結構加工企業(yè)如雨后春筍涌現(xiàn)出來。
鋼結構行業(yè)用作梁柱的H型鋼有熱軋H型鋼和焊接H型鋼。過去我國長期不能生產(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，我國大部分鋼結構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)線所用設備，部分是數(shù)控設備，大多數(shù)設備采用人工控制，自動化程度不高。只有個別企業(yè)采用從板材切割、自動焊接、自動矯正等H型鋼和箱型梁柱自動化流水線作業(yè)。
隨著鋼結構行業(yè)的迅速發(fā)展，對配套加工設備也提出了更高的要求，鋼結構行業(yè)所使用的加工設備有初加工設備和二次數(shù)控加工設備。目前，國內(nèi)建筑鋼結構行業(yè)所使用的初加工設備(切割機、組立機、焊接機、翼板矯正機)大都是國產(chǎn)的，而鋼結構CNC二次加工設備(如數(shù)控三維鉆、數(shù)控平面鉆、數(shù)控鎖口機、轉(zhuǎn)角帶鋸、轉(zhuǎn)角盤鋸、鉆割復合機、沖割復合機)，規(guī)模較大的鋼結構廠已裝備了部分進口設備。因為截止九十年代末期，國內(nèi)尚無生產(chǎn)廠家，所以，目前擁有這類設備，在一定程度上反映著一個企業(yè)的資質(zhì)等級和技術裝備水平。1990年至1998年內(nèi)，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅數(shù)控三維鉆、數(shù)控平面鉆進口已有四十余臺，這些產(chǎn)品分別來自：
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)的設備進口數(shù)量較多，用戶使用效果尚可。鋼結構二次數(shù)控加工設備之所以得到快速的推廣和應用，原因主要有如下幾個方面：
1)國內(nèi)鋼結構建筑市場的快速形成；
2)鋼結構要求施工速度快，數(shù)控加工能有效保證制件精度，從而提高施工速度，減少重復施工；
3)鋼結構的種類較多，諸如高層建筑鋼結構、橋梁鋼結構、電站鍋爐鋼結構的工程的質(zhì)量要求很
高，構件的規(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)控加工技術可靠性的提高，其原有的柔性加工的特點更得到了充分的應用，可有效滿足多規(guī)格、多品種構件的加工需要。
3鋼結構二次數(shù)控加工設備簡介：
3.1常見的鋼結構二次數(shù)控加工設備：
現(xiàn)簡要介紹一下幾種常見鋼結構二次數(shù)控加工設備。
3.1.1CNC數(shù)控三維鉆床
設備的用途：
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)。尤其適用于鋼結構中H型鋼、箱形梁(box梁)和長條平板上孔的鉆削，同時利用其測量功能，可為下道工序(焊接、鋸切)提供位置標記。它是國內(nèi)該類作業(yè)中先進的加工設備。
設備的結構及特點：
(1)具有三個獨立運行的鉆削動力頭,即垂直、左、右鉆削頭，每個鉆削動力頭均有兩個數(shù)控軸驅(qū)動和垂直于加工面的數(shù)字化液壓進給驅(qū)動。各鉆頭既可單獨，又可同時完成其鉆孔作業(yè)。經(jīng)一次裝夾后，可自動完成H型鋼上孔組內(nèi)(包括腹板和兩翼板)所有孔的加工。本機的鉆削動力頭，不僅能在垂直于工件送進的方向上數(shù)控定位移動，而且可以在工件送進的方向上數(shù)控準確移動。所以，當H型鋼翼板和腹板上的孔不處于同一橫截面時，仍可實現(xiàn)同時鉆孔，可比鉆削動力頭不能沿工件送進方向上移動的三維鉆床，提高效率50%以上。
(2)工件(H型鋼)送進移動，由液壓和機械控制的輥輪驅(qū)動，并由檢測輪準確測出實際送進距離，傳送給數(shù)控系統(tǒng)來確保兩孔群之間的距離精度，另外，該機還具備工件的頭部和尾部端面的光電定位監(jiān)測系統(tǒng)。
(3)工件在機床上移動定位后，機床具有可靠的垂直和側(cè)向夾緊系統(tǒng)。
(4)工件裝夾后，本機備有腹板和翼板變形監(jiān)測系統(tǒng)，將誤差返饋給計算機自動修正鉆孔位置。為減小大規(guī)格輕型H型鋼腹板鉆孔時的變形，本機還具有增強H型鋼腹板剛度的液壓多點支撐裝置。
(5)各鉆削頭采用液壓滑套式結構，其主軸轉(zhuǎn)速是由變頻器無級調(diào)節(jié)，可按不同材質(zhì)和孔徑快速設定。鉆頭和主軸之間，由快換夾頭聯(lián)接，更換鉆頭快捷、準確。
(6)控制系統(tǒng)由計算機、數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機、光電編碼器、PLC等構成。只需輸入工件尺寸，自動生成加工程序,可按件號隨時存儲、調(diào)用、顯示和通訊。此外，本機的電氣控制，既可實現(xiàn)各加工參數(shù)單獨的手動調(diào)整控制,又可實現(xiàn)全過程自動控制加工。
3.1.2轉(zhuǎn)角帶鋸
設備的用途及特點：
(1)鋸切H型鋼的專用帶鋸。
(2)備有激光對線功能，能方便準確地對準鋸切位置。
(3)工件不需轉(zhuǎn)動，可轉(zhuǎn)動鋸床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，使鋸條在快速運動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，整個鋸切過程自動進行，鋸切完畢后自動回原位，操作簡易，方便。自動送料結合手動微調(diào)，使鋸切工件更準確、方便。
(7)鋸切時鋸條的線速度和鋸架下降的進給速度均無級可調(diào)，能適應不同規(guī)格的工件，充分發(fā)揮設備的性能。
3.1.3H型鋼數(shù)控鎖口機
鎖口機就是對H型鋼端面進行特殊銑削加工的設備。
設備的用途及特點：
(1)采用了四個三主軸銑削頭，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，可實現(xiàn)銑削過程自動化。
(3)采用變頻輸送輥道，輸送的快慢可自動調(diào)整，保證了送料的安全性和可靠性。
(4)能自動調(diào)整定位，不需要人工調(diào)整，就可進行不同規(guī)格H型鋼銑削的調(diào)整。
(5)銑削時，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，可長期多次使用。坡口的大小可進行調(diào)整，產(chǎn)品的加工質(zhì)量高，加工后不必再進行任何加工。
(7)具有縱向移動滑臺，可以加工H型鋼傾斜端面上的銑口。
(8)本機可并入H型鋼加工生產(chǎn)線，實現(xiàn)流水作業(yè)。
3.2專用的鋼結構二次數(shù)控加工設備
3.2.1雙工作臺龍門移動式CNC數(shù)控平面鉆床
設備的用途：
該設備用于加工平板類多孔零件，如鋼結構中的節(jié)點板、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)，鉆大孔時也可以用標準的套料鉆頭。
設備的結構特點：
(1)高效—由于采用了雙工作臺、龍門移動式結構、液壓快速夾緊，從而節(jié)省了輔助時間，提高了功效。
(2)可靠—該設備采用的控制元件(伺服電機、數(shù)控系統(tǒng)、PLC、編碼器等)、液壓元器件、氣動元器件、直線導軌、滾珠絲杠等均為國外名家產(chǎn)品，設備穩(wěn)定性、可靠性高。
(3)方便—由于采用了液壓快速夾緊、自動排屑、自動回收冷卻液、動力頭變頻無級調(diào)速，減輕了操作工人的勞動強度，改善了工作環(huán)境。
(4)簡單—鉆床主軸進給全過程數(shù)字控制，方便的快速進給、工作進給、快速返回的自動轉(zhuǎn)換，勿需人工調(diào)整。動力頭采用液壓滑套式結構，其主軸轉(zhuǎn)速采用變頻無級調(diào)速，可按不同的材質(zhì)和鉆頭直徑快速設定主軸轉(zhuǎn)速。
3.2.2臥式數(shù)控萬能鉆銑床
設備的用途及特點：
(1)臥式數(shù)控鉆、銑床，主要用于在變截面、超大截面鋼構件上孔的加工。該設備還可用于角鋼、槽鋼、方鋼管，長條平板及變截面H型鋼和箱形梁各種孔的加工。
(2)鉆削動力頭和銑削動力頭的縱向移動，是在床身上側(cè)同一組直線滾動導軌上，由齒輪齒條驅(qū)動的。
(3)鉆削動力頭的垂直移動，由伺服電機、滾珠絲杠驅(qū)動，液壓缸平衡。確保高精度和快速移動的定位。
(4)數(shù)控操作臺與動力頭安裝在一起，操作方便。
(5)工作臺是組合分段式，工作臺可根據(jù)用戶實際情況選定長度。工作臺分主工作臺和副工作臺，工作臺上帶T型槽，副工作臺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)控沖割復合機
設備的用途：
CNC數(shù)控沖割復合機，主要用于長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構聯(lián)接板都適合于在該機上加工。
設備的結構：
(1)主機采用閉式床身，結構剛強、緊湊。
(2)采用前后輥式數(shù)控送料，送料長度不限。
3)該機備有三種可選沖模，由伺服電機驅(qū)動做橫向的數(shù)控運動，可沖出三種不同孔徑。
(4)該機備有等離子或火焰切割單元，隨機做橫向數(shù)控運動，與縱向送料數(shù)控運動聯(lián)動，可自動切割多種不同形狀的工件。
設備的特點：
(1)效率高—當對焊接前的H型鋼的翼板和腹板沖孔時，其效率遠大于鉆孔。
(2)方便—次裝夾后可直接對多件聯(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，再換到壓力機上逐件沖孔，工序繁瑣，而且很不方便。
(3)加工范圍寬廣—送進去的是一種長條類平板,而加工出來的零件，既可以是長條類平板多孔零件(可無限長)，也可以是塊狀異型多孔的平板(如鋼結構聯(lián)接板)，這是其它單一沖、鉆設備所不及的。
3.3常見鋼結構二次數(shù)控加工設備組成的生產(chǎn)線簡介
常見鋼結構二次數(shù)控加工設備包括數(shù)控三維鉆、數(shù)控轉(zhuǎn)角帶鋸、數(shù)控鎖口機及相關的自動化料道，可組成自動生產(chǎn)線(見圖1)，實現(xiàn)少吊車或無吊車化加工，其工藝流程(見圖2)為：
①上料(將工件放到橫向料道)；
②由推料機構自動將工件推入縱向料道，縱向料道將工件送進數(shù)控三維鉆，按數(shù)控程序的設定自動對工件進行鉆孔加工；
③鉆孔加工完成后工件料道繼續(xù)送進，由鋸床按設定長度截斷；
④工件截斷后若需要銑端口由鎖口銑加工端口然后出料，若不需要就直接出料，整個加工工序完成。
⑤考慮到各臺設備尤其是鋸床和三維鉆床加工能力的不均衡，故布置兩臺鋸床以滿足均衡生產(chǎn)的需要。
4機遇與挑戰(zhàn)
鋼結構產(chǎn)業(yè)在西方發(fā)達國家有很長的發(fā)展歷史，在我國尚是一個新興的產(chǎn)業(yè)。勞動密集型、手工生產(chǎn)為主、工人勞動強度大、加工精度低、自動化程度低、技術含量低，上述特點決定了我國鋼結構行業(yè)的現(xiàn)狀，這一切制約著我國鋼結構行業(yè)向著高層建筑、復雜結構、高水平前進的步伐。鋼結構數(shù)控加工設備的制造在我國雖然起步較晚，但是發(fā)展的勢頭迅猛，與國外產(chǎn)品相比具有自己的技術特點，目前漸以形成了較強的配套能力，從而使得國產(chǎn)鋼結構二次數(shù)控加工設備占領了國內(nèi)絕大部分市場，基本上能滿足鋼結構行業(yè)的需要。盡管如此，我們應該清醒的看到，在鋼結構數(shù)控加工設備的規(guī)格、加工工藝、滿足各種用戶的需求方面仍有一定的差距。
用計算機技術及信息技術改造傳統(tǒng)制造業(yè)是當今制造業(yè)發(fā)展的主流，是經(jīng)濟發(fā)展的需要，是時代進步的必然結果，現(xiàn)代信息技術對傳統(tǒng)制造業(yè)的滲透已發(fā)展到不容忽視的程度，數(shù)控技術網(wǎng)絡化將引發(fā)工廠經(jīng)營管理的革命。我們相信，只要我們共同努力，鋼結構產(chǎn)業(yè)必然會迎來一個明媚的春天。(來源：百度) |
