钢结构做为一个经济发展的产物，是国内外建筑业开发商正在逐步推广和应用的一种结构形式，我国虽然起步较晚，但正显示出强劲的发展趋势和广阔的市场。
钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占用面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，与混凝土结构相比它是环保型的可再次利用的，也是易于产业化的结构，发达国家在建筑中广泛采用钢结构。我国自1996年钢产量突破亿吨(近几年来钢产量一直在稳步增长，预计2002年全年钢材表观消费量将在1.8亿吨以上)及实行合理利用钢材和积极采用钢结构的政策以来，钢结构得到迅速发展。《中国建筑技术政策》(1996－2010)的公布，对我国钢结构的发展是一个有力的推动，开创了钢结构在建筑中应用的新时期，钢结构加工企业如雨后春笋涌现出来。
钢结构行业用作梁柱的H型钢有热轧H型钢和焊接H型钢。过去我国长期不能生产热轧H型钢，现在已在马钢,莱钢和鞍山第一轧钢厂生产，最大截面高度700mm。我国的型材品种规格还不能满足建筑需要，H型钢的规格不多，我国大部分钢结构加工厂家目前主要采用焊接法生产H型钢。
生产焊接H型钢的生产线所用设备，部分是数控设备，大多数设备采用人工控制，自动化程度不高。只有个别企业采用从板材切割、自动焊接、自动矫正等H型钢和箱型梁柱自动化流水线作业。
随着钢结构行业的迅速发展，对配套加工设备也提出了更高的要求，钢结构行业所使用的加工设备有初加工设备和二次数控加工设备。目前，国内建筑钢结构行业所使用的初加工设备(切割机、组立机、焊接机、翼板矫正机)大都是国产的，而钢结构CNC二次加工设备(如数控三维钻、数控平面钻、数控锁口机、转角带锯、转角盘锯、钻割复合机、冲割复合机)，规模较大的钢结构厂已装备了部分进口设备。因为截止九十年代末期，国内尚无生产厂家，所以，目前拥有这类设备，在一定程度上反映着一个企业的资质等级和技术装备水平。1990年至1998年内，据不完全统计，仅数控三维钻、数控平面钻进口已有四十余台，这些产品分别来自：
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)的设备进口数量较多，用户使用效果尚可。钢结构二次数控加工设备之所以得到快速的推广和应用，原因主要有如下几个方面：
1)国内钢结构建筑市场的快速形成；
2)钢结构要求施工速度快，数控加工能有效保证制件精度，从而提高施工速度，减少重复施工；
3)钢结构的种类较多，诸如高层建筑钢结构、桥梁钢结构、电站锅炉钢结构的工程的质量要求很
高，构件的规格尺寸多变，采用传统的方法加工(如模板和摇臂钻)不足以满足要求，随着数控加工技术可靠性的提高，其原有的柔性加工的特点更得到了充分的应用，可有效满足多规格、多品种构件的加工需要。
3钢结构二次数控加工设备简介：
3.1常见的钢结构二次数控加工设备：
现简要介绍一下几种常见钢结构二次数控加工设备。
3.1.1CNC数控三维钻床
设备的用途：
CNC数控三维钻床，可广泛用于建筑、桥梁、电站锅炉等行业。尤其适用于钢结构中H型钢、箱形梁(box梁)和长条平板上孔的钻削，同时利用其测量功能，可为下道工序(焊接、锯切)提供位置标记。它是国内该类作业中先进的加工设备。
设备的结构及特点：
(1)具有三个独立运行的钻削动力头,即垂直、左、右钻削头，每个钻削动力头均有两个数控轴驱动和垂直于加工面的数字化液压进给驱动。各钻头既可单独，又可同时完成其钻孔作业。经一次装夹后，可自动完成H型钢上孔组内(包括腹板和两翼板)所有孔的加工。本机的钻削动力头，不仅能在垂直于工件送进的方向上数控定位移动，而且可以在工件送进的方向上数控准确移动。所以，当H型钢翼板和腹板上的孔不处于同一横截面时，仍可实现同时钻孔，可比钻削动力头不能沿工件送进方向上移动的三维钻床，提高效率50%以上。
(2)工件(H型钢)送进移动，由液压和机械控制的辊轮驱动，并由检测轮准确测出实际送进距离，传送给数控系统来确保两孔群之间的距离精度，另外，该机还具备工件的头部和尾部端面的光电定位监测系统。
(3)工件在机床上移动定位后，机床具有可靠的垂直和侧向夹紧系统。
(4)工件装夹后，本机备有腹板和翼板变形监测系统，将误差返馈给计算机自动修正钻孔位置。为减小大规格轻型H型钢腹板钻孔时的变形，本机还具有增强H型钢腹板刚度的液压多点支撑装置。
(5)各钻削头采用液压滑套式结构，其主轴转速是由变频器无级调节，可按不同材质和孔径快速设定。钻头和主轴之间，由快换夹头联接，更换钻头快捷、准确。
(6)控制系统由计算机、数控系统、伺服电机、光电编码器、PLC等构成。只需输入工件尺寸，自动生成加工程序,可按件号随时存储、调用、显示和通讯。此外，本机的电气控制，既可实现各加工参数单独的手动调整控制,又可实现全过程自动控制加工。
3.1.2转角带锯
设备的用途及特点：
(1)锯切H型钢的专用带锯。
(2)备有激光对线功能，能方便准确地对准锯切位置。
(3)工件不需转动，可转动锯床0°～45°斜切，保证生产的连续性。
(4)良好的调正夹紧装置保证了锯切的平稳和快捷。
(5)带锯条张紧采用液压控制，使锯条在快速运动中保持良好的张紧力，避免了夹锯和锯切面不平整等现象。
(6)锯床采用PLC控制，整个锯切过程自动进行，锯切完毕后自动回原位，操作简易，方便。自动送料结合手动微调，使锯切工件更准确、方便。
(7)锯切时锯条的线速度和锯架下降的进给速度均无级可调，能适应不同规格的工件，充分发挥设备的性能。
3.1.3H型钢数控锁口机
锁口机就是对H型钢端面进行特殊铣削加工的设备。
设备的用途及特点：
(1)采用了四个三主轴铣削头，两面料道。吊装一次完成H型钢两端部的铣削加工，避免了两次吊装、转头的麻烦，提高了工作效率。
(2)由于采用了可编程控制器、编码器、变频器等电子器件，可实现铣削过程自动化。
(3)采用变频输送辊道，输送的快慢可自动调整，保证了送料的安全性和可靠性。
(4)能自动调整定位，不需要人工调整，就可进行不同规格H型钢铣削的调整。
(5)铣削时，双面两铣削头、各安装三种铣刀顺序加工，所以H型钢翼板铣边、坡口，及腹板弧形缺口的加工，可在铣削头一次行程内加工完成。
(6)铣边、开坡口、铣弧形缺口均采用了硬质可转位刀片铣刀，不必重磨刀片，可长期多次使用。坡口的大小可进行调整，产品的加工质量高，加工后不必再进行任何加工。
(7)具有纵向移动滑台，可以加工H型钢倾斜端面上的铣口。
(8)本机可并入H型钢加工生产线，实现流水作业。
3.2专用的钢结构二次数控加工设备
3.2.1双工作台龙门移动式CNC数控平面钻床
设备的用途：
该设备用于加工平板类多孔零件，如钢结构中的节点板、联接板和锅炉、中央空调、热交换器上的管板等，所使用的钻头一般为高速钢钻头(也可使用涂钛钻头和硬质合金钻头)，钻大孔时也可以用标准的套料钻头。
设备的结构特点：
(1)高效—由于采用了双工作台、龙门移动式结构、液压快速夹紧，从而节省了辅助时间，提高了功效。
(2)可靠—该设备采用的控制元件(伺服电机、数控系统、PLC、编码器等)、液压元器件、气动元器件、直线导轨、滚珠丝杠等均为国外名家产品，设备稳定性、可靠性高。
(3)方便—由于采用了液压快速夹紧、自动排屑、自动回收冷却液、动力头变频无级调速，减轻了操作工人的劳动强度，改善了工作环境。
(4)简单—钻床主轴进给全过程数字控制，方便的快速进给、工作进给、快速返回的自动转换，勿需人工调整。动力头采用液压滑套式结构，其主轴转速采用变频无级调速，可按不同的材质和钻头直径快速设定主轴转速。
3.2.2卧式数控万能钻铣床
设备的用途及特点：
(1)卧式数控钻、铣床，主要用于在变截面、超大截面钢构件上孔的加工。该设备还可用于角钢、槽钢、方钢管，长条平板及变截面H型钢和箱形梁各种孔的加工。
(2)钻削动力头和铣削动力头的纵向移动，是在床身上侧同一组直线滚动导轨上，由齿轮齿条驱动的。
(3)钻削动力头的垂直移动，由伺服电机、滚珠丝杠驱动，液压缸平衡。确保高精度和快速移动的定位。
(4)数控操作台与动力头安装在一起，操作方便。
(5)工作台是组合分段式，工作台可根据用户实际情况选定长度。工作台分主工作台和副工作台，工作台上带T型槽，副工作台成梳状布局起辅助支承作用。
(6)采用压缩空气喷雾冷却，确保钻削性能和使用寿命。
3.2.3CNC数控冲割复合机
设备的用途：
CNC数控冲割复合机，主要用于长条类平板的冲孔和切割，H型钢在焊接前的翼板和腹板以及各种形状的钢结构联接板都适合于在该机上加工。
设备的结构：
(1)主机采用闭式床身，结构刚强、紧凑。
(2)采用前后辊式数控送料，送料长度不限。
3)该机备有三种可选冲模，由伺服电机驱动做横向的数控运动，可冲出三种不同孔径。
(4)该机备有等离子或火焰切割单元，随机做横向数控运动，与纵向送料数控运动联动，可自动切割多种不同形状的工件。
设备的特点：
(1)效率高—当对焊接前的H型钢的翼板和腹板冲孔时，其效率远大于钻孔。
(2)方便—次装夹后可直接对多件联接板冲孔和切割四周，而传统的方法是先把四周加工出来，再换到压力机上逐件冲孔，工序繁琐，而且很不方便。
(3)加工范围宽广—送进去的是一种长条类平板,而加工出来的零件，既可以是长条类平板多孔零件(可无限长)，也可以是块状异型多孔的平板(如钢结构联接板)，这是其它单一冲、钻设备所不及的。
3.3常见钢结构二次数控加工设备组成的生产线简介
常见钢结构二次数控加工设备包括数控三维钻、数控转角带锯、数控锁口机及相关的自动化料道，可组成自动生产线(见图1)，实现少吊车或无吊车化加工，其工艺流程(见图2)为：
①上料(将工件放到横向料道)；
②由推料机构自动将工件推入纵向料道，纵向料道将工件送进数控三维钻，按数控程序的设定自动对工件进行钻孔加工；
③钻孔加工完成后工件料道继续送进，由锯床按设定长度截断；
④工件截断后若需要铣端口由锁口铣加工端口然后出料，若不需要就直接出料，整个加工工序完成。
⑤考虑到各台设备尤其是锯床和三维钻床加工能力的不均衡，故布置两台锯床以满足均衡生产的需要。
4机遇与挑战
钢结构产业在西方发达国家有很长的发展历史，在我国尚是一个新兴的产业。劳动密集型、手工生产为主、工人劳动强度大、加工精度低、自动化程度低、技术含量低，上述特点决定了我国钢结构行业的现状，这一切制约着我国钢结构行业向着高层建筑、复杂结构、高水平前进的步伐。钢结构数控加工设备的制造在我国虽然起步较晚，但是发展的势头迅猛，与国外产品相比具有自己的技术特点，目前渐以形成了较强的配套能力，从而使得国产钢结构二次数控加工设备占领了国内绝大部分市场，基本上能满足钢结构行业的需要。尽管如此，我们应该清醒的看到，在钢结构数控加工设备的规格、加工工艺、满足各种用户的需求方面仍有一定的差距。
用计算机技术及信息技术改造传统制造业是当今制造业发展的主流，是经济发展的需要，是时代进步的必然结果，现代信息技术对传统制造业的渗透已发展到不容忽视的程度，数控技术网络化将引发工厂经营管理的革命。我们相信，只要我们共同努力，钢结构产业必然会迎来一个明媚的春天。(来源：百度) |
