祁林 費(fèi)云龍

摘 要：現(xiàn)如今數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展高薪技術(shù)產(chǎn)品和剪短工業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)。數(shù)控技術(shù)在生物產(chǎn)業(yè)、航空航天等國防產(chǎn)業(yè)中均得到了廣泛的應(yīng)用。在鋼結(jié)構(gòu)的加工中，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)可以很大程度提高工作效率，減少工人成本，避免資金上浪費(fèi)，相信在不久的將來，數(shù)控技術(shù)必將得到更為廣闊的發(fā)展空間，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)加工；應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)主要是一些利用文字、數(shù)字和符號組成的程序指令來實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的自動加工，其主要用于生產(chǎn)中小型形狀較為復(fù)雜的機(jī)械零件，而且由于數(shù)控技術(shù)省時、省力等優(yōu)勢使得數(shù)控技術(shù)的所帶來的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著?；诖宋闹泄P者就數(shù)控技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)加工中的應(yīng)用進(jìn)行簡要的闡述。

1.數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)具有如下特點(diǎn)：（1）適應(yīng)性強(qiáng)，（2）質(zhì)量高、精度穩(wěn)定，（3）生產(chǎn)效率高，（4）能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動，（5）良好的經(jīng)濟(jì)效益，（6）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

現(xiàn)在世界上許多國家和地區(qū)眾多戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃紛紛出臺，如歐共體的OSACA，日本的OSEC，美國的NGC和OMAC等計(jì)劃，他們基本代表了開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。其中：（1）歐共體的OSACA計(jì)劃。OSACA控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為兩部分，即應(yīng)用軟件和系統(tǒng)平臺?？刂栖浖ㄋ袑ο到y(tǒng)專用的功能，獨(dú)立的應(yīng)用模塊使用OSACA界面，并且可以運(yùn)行在和OSACA兼容的系統(tǒng)平臺之上：系統(tǒng)平臺包括系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)硬件包括各種電子部件，如主板和I/0模塊；系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和驅(qū)動程序等。系統(tǒng)平臺對應(yīng)用程序提供一個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用編程接H（API），并且系統(tǒng)平臺具有開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的4個特性：互操作性、移植性、可擴(kuò)展性和互換性。（2）美國的NGC和OMAC計(jì)劃。NGC的體系結(jié)構(gòu)是在虛擬機(jī)械的基礎(chǔ)上建立起來的，通過虛擬機(jī)械把子系統(tǒng)和模塊鏈接到計(jì)算機(jī)平臺上NGC是一個實(shí)時加工控制器和工作站控制器，要求適用于各類機(jī)床的CNC控制和周邊裝置的過程控制，包括切削加工、非切削加工、測量及裝配、復(fù)合加工等。NGC與傳統(tǒng)CNC的顯著差別是基于“開放體系結(jié)構(gòu)”在SOSAS中定義了NGC系統(tǒng)、子系統(tǒng)和模塊的功能以及相互間的關(guān)系，提出了代表控制要求的9個功能設(shè)計(jì)概念

2.數(shù)控技術(shù)的概念

數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令程序通過計(jì)算機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動加工，完成加工任務(wù)的技術(shù)它所控制的通常是機(jī)床的位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。

傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，即：系統(tǒng)硬件是專用的，各廠家的主板，伺服電路板專門設(shè)計(jì)，廠家之間產(chǎn)品無互換性；系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)是專用的，無可移植性，也無伸縮性。根據(jù)這種數(shù)控開放性趨勢，開放的目的就是使NC控制器與當(dāng)今的Pc機(jī)類似，系統(tǒng)構(gòu)筑于一個統(tǒng)一的、開放的平臺上，具有模塊化組織結(jié)構(gòu)，以便迅速適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

3.數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢

在加工制作鋼屋架時，由于采用了先進(jìn)的加工設(shè)備和加工工藝，在加工和效果上，數(shù)控加工均比傳統(tǒng)手工加工有明顯優(yōu)勢。對數(shù)控加工和手工加工兩種工藝手法各個環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行了對比：

在輕型鋼屋架加工過程中，采用先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工制作，無論在時間、勞動強(qiáng)度和加工成本上都較傳統(tǒng)的加工方法有顯著優(yōu)勢。因此，數(shù)控技術(shù)的推廣應(yīng)用不單在小型批量復(fù)雜機(jī)械加工上能發(fā)揮優(yōu)勢，在諸如電廠汽機(jī)房屋架、企業(yè)廠房屋架等大型鋼結(jié)構(gòu)制作上同樣會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，值得大力推廣。

4.數(shù)控技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用實(shí)例

國電蚌埠發(fā)電廠2～600MW機(jī)組工程#1機(jī)汽機(jī)房屋面結(jié)構(gòu)由屋架梁、鋼檀條及水平角鋼支撐組成，總重約204噸。其中屋架梁為焊接H型鋼HA1000x350―16x25與焊接變截面H型鋼HA（1000―1226―1000）一16x25螺栓連接組成，長度263.94m，單重7.9噸，共l0榀。H型鋼和板材為Q345B材質(zhì)屋架在現(xiàn)場鉚工廠10t龍門吊下制作，包括變截面屋架梁H型鋼的制作、屋面槽鋼檁條的下料，并最終將屋架梁制作為單榀，運(yùn)至汽機(jī)房安裝。對于鋼屋架的制作安裝。一般要有以下的施工程序：驗(yàn)料一整板拼接一放樣一下料（傳統(tǒng)手工加工需要）一制作一制孔一校正一噴砂防腐一成品移交在整個施工過程中，“下料”部分采用數(shù)控技術(shù)加工。下面對該部分?jǐn)?shù)控加工過程進(jìn)行闡述分析

4.1 工藝分析

屋架型鋼下料應(yīng)以實(shí)際放樣尺寸為準(zhǔn)，鋼材切割可采用機(jī)械剪切和氣割等方法。無論采用何種方法，都應(yīng)劃線準(zhǔn)確、切割平直，且桿件端部切割面與軸線垂直。角鋼、圓鋼、槽鋼等切割采用氣割，鋼管采用無齒鋸下料。但槽鋼等型鋼下料前應(yīng)校直，校直采用型鋼校直機(jī)或用火焰法校直。屋架梁變截面H型鋼腹板為不規(guī)則形狀，考慮腹板下料采用數(shù)控火焰切割機(jī)，根據(jù)需切割板材的厚度采用不同型號的割嘴。技術(shù)員需提供放樣圖紙和數(shù)控程序，建立坐標(biāo)系并對刀，火焊工保證切割機(jī)的良好運(yùn)行。為做到精確切割，應(yīng)考慮到切割縫隙，鋼板厚度為12mm，割縫寬度一般在3～4mm，所以在數(shù)控編程時須考慮采用刀具補(bǔ)償命令。

4.2機(jī)床加工操作

（1）開機(jī)和參數(shù)初始化：打開數(shù)控火焰切割機(jī)系統(tǒng)電源，等待數(shù)秒鐘，系統(tǒng)參數(shù)自動初始化。（2）對刀：采用G92方式對刀。因鋼板尺寸較大，且尺寸不等，無法采用固定夾具，故每次切割均需進(jìn)行G92對刀。對刀點(diǎn)選在工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)處，在機(jī)床手動狀態(tài)下，使用點(diǎn)動方式移動刀具對刀。對刀允許誤差為0.5mm。（3）工件安放：采用lOt龍門吊將所需加工板材吊放在數(shù)控火焰切割機(jī)的導(dǎo)軌上，要求板材水平放置。由于板材自身重量大。切割機(jī)在加工時幾乎不產(chǎn)生徑向切割力，故利用板材自身重量即可固定，無須采用專門的工裝夾具。（4）自動加工：將編制好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，輸入刀具半徑補(bǔ)償值及其他參數(shù)首件單榀在加工前需進(jìn)行空運(yùn)形試切，程序檢查無誤后進(jìn)行自動加工按下操作面板上的循環(huán)啟動鍵，數(shù)控機(jī)床開始加工，火焊工人只需在旁邊監(jiān)視機(jī)床是否正常運(yùn)行。當(dāng)加工完一件板材時，用龍門吊吊下加工好的工件，重新放人新的板材，G92對刀，重復(fù)3、4步驟即可。

5.結(jié)語

綜上所述，數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的自動加工，完成一些難度系數(shù)較高的任務(wù)，才用數(shù)控技術(shù)來對機(jī)床的位置、角度、以及速度進(jìn)行控制，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，通過輸入一系列的數(shù)字指令，完成批量加工任務(wù)。文中在通過對數(shù)控技術(shù)的概念以及特點(diǎn)進(jìn)行介紹之后，對數(shù)控技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的闡述。

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（作者單位：陜西通運(yùn)專用汽車集團(tuán)有限公司）