摘要：数控技术在生产加工中小型形状复杂的机械零件中，其经济效益显著。数控技术在大型钢结构的加工制作中也发挥了其强大的优势——省时、省力、节约成本等。本文针对数控技术在钢结构加工中的应用进行简要分析。
关键词：钢结构加工；数控技术；应用研究
数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令程序通过计算机控制来实现机床的自动加工，完成加工任务的技术它所控制的通常是机床的位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。在当前经济发展形势下，行业分工越来越细，机械加工步骤越来越密集，数控技术可以很好的融入其中，并进行全程化的操控，从而提高机械加工的效率与质量。从数控技术编程的角度来看，对细节的把控力度更为精准，这也很大程度上保证了机械加工的精密程度，从而提高零件的生产质量，尤其是对于复杂细小的零部件，更能很好的融入工序中，节省加工时间及人力成本。总而言之，数控技术以其独到的精准性，为行业的发展与进步做出了重要贡献，符合标准化机械生产的标准，更顺应了机械加工的前进趋势。
1数控技术在现代机械加工中的应用
1.1用于机械工业
数控技术的应用领域最为重要的便是在机械工业的生产过程中，数控系统以执行和驱动为主要的手段，贯穿于生产中的各个环节，但究其根本，主要分为多样加工领域与手工加工方式中。前者如生产线的喷气操作、零件焊接与零件装配等，后者如太空机械作业，深水区作业等环节。数控技术能在上述条件中应用，得益于数控微机能够仿照人手的动作，抓取或者搬运零件。
1.2用于机床生产
在生产过程中，机械装置是不可缺乏的。如果机床自身的性能优良，那么就符合了机电一体化的新需要。在机床装置中，数控技术设置了控制设备用来调控机床，做到实时性的控制。具体在加工中，数控机床首先录入精确的加工流程，给出相应的数字代码。录入信息时，系统可以借助专用的介质来辅助控制。对于所需的信息，数控机床都可以录入并且运算，进而驱动执行性的伺服系统，完成制造任务。
1.3用于煤炭采掘
现今的时期内，煤炭行业配备了更先进的采煤装置。这种趋势下，采煤机包含了更多种类，呈现批量加工的趋势。在批量生产时，传统的采掘工艺仍停留于制作毛坯、加工焊件和机壳这些手段，批量生产的规模仍是很小的。同时，机械加工也不可以单件下料，因而表现出较多局限性。如果选择数控加工，那么可以气割机械零件。具体在下料过程中，采煤机的滚筒和叶片都可以顺利完成下料。由此可见，数控技术在根本上确保了优良的加工质量。采煤机的数控技术能够确保质量，加快了切割速度，同时还可以直接切割得到焊接件的坡口。此外，气割的数控设备还能够自动补偿切缝，完整控制加工的轮廓。
2数控技术的特点
数控技术具有如下特点：(1)适应性强，f2)质量高、精度稳定，(3)生产效率高，(4)能实现复杂的运动，(5)良好的经济效益，f6)有利于生产管理的现代化。
2．1发达国家开放式数控系统研究进展
现在世界上许多国家和地区众多战略发展计划纷纷出台．如欧共体的OSACA．日本的OSEC．美国的NGC和OMAC等计划．他们基本代表了开放式数控系统的发展现状。
2．1．1欧共体的OSACA计划
OSACA控制系统在结构上分为两部分，即应用软件和系统平台。控制软件包括所有对系统专用的功能．独立的应用模块使用OSACA界面．并且可以运行在和OSACA兼容的系统平台之上：系统平台包括系统硬件和系统软件。系统硬件包括各种电子部件，如主板和I／0模块；系统软件包括操作系统、通讯系统和驱动程序等。系统平台对应用程序提供一个标准的应用编程接H(API)．并且系统平台具有开放式系统结构的4个特性：互操作性、移植性、可扩展性和互换性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2．1．2日本的OSEC计划
OSEC计划是在日本国际机器人和工厂自动化研究中心建立的开放式数控委员会的倡导下．由3个机床厂、1个系统厂和2个信息公司发起的，其目的是开发基于PC平台的、具有高性能价格比的开放式体系的新一代数控系统OSEC的目标是提出一个国际性的FA控制设备标准．其重点集中在NC本身和分布式控制系统上OSEC认为．从制造的观点来看．NC是分布式制造系统中的一个服务器它将各功能单元分组并结构化在一些功能层中．其开放式系统包括了3个功能层共7个处理层每一个处理层被划分为两部分：NC基本功能部分和可变功能部分，OSEC开放系统正是通过这一特点来表现其开放性
2．1．3美国的NGC和OMAC计划
NGC的体系结构是在虚拟机械的基础上建立起来的，通过虚拟机械把子系统和模块链接到计算机平台上NGC是一个实时加工控制器和工作站控制器，要求适用于各类机床的CNC控制和周边装置的过程控制．包括切削加工、非切削加工、测量及装配、复合加工等。NGC与传统CNC的显著差别是基于“开放体系结构”在SOSAS中定义了NGC系统、子系统和模块的功能以及相互间的关系．提出了代表控制要求的9个功能设计概念。
3数控技术在大型钢结构中的应用实例
国电蚌埠发电厂2×600MW机组工程机汽机房屋面结构由屋架梁、钢檀条及水平角钢支撑组成。总重约204吨。其中屋架梁为焊接H型钢HA1000×350—16×25与焊接变截面H型钢HA(1000—1226-1000)一16×25螺栓连接组成。长度26．94m，单重7．9吨，共10榀，H型钢和板材为Q345B材质。屋架在现场铆工厂10t龙门吊下制作，包括变截面屋架梁H型钢的制作、屋面槽钢檩条的下料。并最终将屋架梁制作为单榀，运至汽机房安装。对于钢屋架的制作安装，一般要有以下的施工程序：验料一整板拼接一放样一下料(传统手工加工需要)一制作一制孔一校正一喷砂防腐一成品移交。在整个施工过程中，“下料”部分采用数控技术加工。下面对该部分数控加工过程进行阐述分析。
3.1工艺分析
屋架型钢下料应以实际放样尺寸为准，钢材切割可采用机械剪切和气割等方法。无论采用何种方法，都应划线准确、切割平直，且杆件端部切割面与轴线垂直。角钢、圆钢、槽钢等切割采用气割，钢管采用无齿锯下料。但槽钢等型钢下料前应校直。校直采用型钢校直机或用火焰法校直。屋架梁变截面H型钢腹板为不规则形状，考虑腹板下料采用数控火焰切割机，根据需切割板材的厚度采用不同型号的割嘴。技术员需提供放样图纸和数控程序。建立坐标系并对刀，火焊工保证切割机的良好运行，为做到精确切割。应考虑到切割缝隙，钢板厚度为12ram，割缝宽度一般在3—4mm，所以在数控编程时须考虑采用刀具补偿命令。
3.2加工程序
N010G92X0Y0M20
N020G90Go0G42X40Y0M12Ml0
N030GO1X51．2Y0
NO40GO1X4555Y50．5
N050GO1X9008．1Y0
NO60G01X9059．3Y948．4
N070G01X4504．1Y1226．4
N080GO1X0Y948．4
N090G01X51．2Y0
N100G01X0Y0
N110Go0G40X-100Y0M11M13
N120M30
3.3机床加工操作
3．3．1开机和参数初始化
打开数控火焰切割机系统电源，等待数秒钟，系统参数自动初始化
3.3.2对刀采用G92方式对刀。
因钢板尺寸较大，且尺寸不等，无法采用固定夹具．故每次切割均需进行G92对刀。对刀点选在工件坐标系的原点处．在机床手动状态下，使用点动方式移动刀具对刀。对刀允许误差为0．5ram。
3.3.3工件安放
采用lOt龙门吊将所需加工板材吊放在数控火焰切割机的导轨上．要求板材水平放置。由于板材自身重量大。切割机在加工时几乎不产生径向切割力．故利用板材自身重量即可固定，无须采用专门的工装夹具。将编制好的加工程序输入到数控系统中，输入刀具半径补偿值及其他参数首件单榀在加工前需进行空运形试切．程序检查无误后进行自动加工按下操作面板上的循环启动键．数控机床开始加工．火焊工人只需在旁边监视机床是否正常运行。当加工完一件板材时．用龙门吊吊下加工好的工件．重新放人新的板材，G92对刀．重复3、4步骤即可。
采用先进加工设备的优势
在加T制作钢屋架时．由于采用了先进的加工设备和加工工艺，在加工和效果上，数控加工均比传统手T加工有明显优势。在轻型钢屋架加工过程中．采用先进的数控设备进行加工制作，无论在时间、劳动强度和加工成本上都较传统的加工方法有显著优势。因此．数控技术的推广应用不单在小型批量复杂机械加工上能发挥优势，在诸如电厂汽机房屋架、企业厂房屋架等大型钢结构制作上同样会产生巨大的经济效益．值得大力推广。
参考文献：
[1]杨叔子．机械加工工艺师手册fs1．机械工业出版社，2002．
[2]李佳．数控机床及应用[M]．清华大学出版社，2001．
论文作者:付曙烁,程兵
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：加工论文; 屋架论文; 数控技术论文; 系统论文; 型钢论文; 数控论文; 机床论文; 《防护工程》2017年第34期论文;