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1 H 型鋼切割機(jī)功能介紹

H 型鋼切割機(jī)針對(duì)型鋼加工工藝特點(diǎn)，將原有的型材切割多種加工工藝，集成于機(jī)器人專用切割模塊組上，模塊組包括切割單元、原材料儲(chǔ)存區(qū)、輥輪架及自動(dòng)上料機(jī)、送進(jìn)小車和小車軌道、成品工件出料站和存放區(qū)等，通過各傳輸輥道將型材輸送到切割站，由切割站對(duì)H 型鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼任意相貫搭接形式，實(shí)現(xiàn)相貫口型及開孔的熱切割加工，一次性完成型材多種類型的快速切割，可實(shí)現(xiàn)型材批量化、自動(dòng)化加工。主要用于型鋼切割下料等工作[1]。

H 型鋼切割機(jī)采用數(shù)控系統(tǒng)，操作者只需輸入被切割工件的相關(guān)參數(shù)；切割系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)切割，相比H 型鋼的傳統(tǒng)切割大多采用制作樣板、劃線、人工放樣、手工切割、人工打磨等繁雜工藝。H 型鋼切割機(jī)的切割效率、切割質(zhì)量都有大幅度提升。

2 H 型鋼切割機(jī)的分類

2.1 按照驅(qū)動(dòng)控制軸的形式區(qū)分，可分為機(jī)器人切割機(jī)與多軸聯(lián)動(dòng)位移裝置切割機(jī)

機(jī)器人能夠一次就位；而位移裝置為通過幾次XYZ 軸的伺服電機(jī)位移聯(lián)動(dòng)使割槍達(dá)到切割位置。

2.2 按照切割氣源的不同，可分為等離子切割機(jī)和火焰切割機(jī)

等離子切割機(jī)需要配置不同功率的等離子電源，具有切割速度快、切割口痕跡美觀等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于翼緣板切割?；鹧媲懈顧C(jī)需要根據(jù)用戶需求配置切割氣體、氧氣、氮?dú)獾?，主要?yīng)用于腹板及工藝孔的切割。

2.3 按照設(shè)備安裝方式不同，可分為固定式切割機(jī)和便攜式切割機(jī)

固定式切割機(jī)主要應(yīng)用于固定廠房?jī)?nèi)，有固定基礎(chǔ)，用于大批量管材的自動(dòng)切割。

便攜式切割機(jī)主要應(yīng)用于工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，由臨時(shí)滾輪、移動(dòng)桿、軌道壓板等裝置固定于型鋼上并進(jìn)行移動(dòng)，一般采用火焰切割，通常只能進(jìn)行直口及簡(jiǎn)單的同規(guī)格型鋼相交樣式切割，同時(shí)型鋼大小也有局限性。

3 H 型鋼切割機(jī)的選型依據(jù)

3.1 根據(jù)被切割型材的數(shù)量及作業(yè)環(huán)境選擇H 型鋼切割機(jī)的機(jī)型（便攜式或固定式）

室外作業(yè)，型材數(shù)量較小，煙塵小，可考慮選擇便攜式切割機(jī)；車間內(nèi)作業(yè)，型材數(shù)量多，有連續(xù)性切割需要時(shí)考慮選擇固定式結(jié)構(gòu)，并采用輥輪式上下料平臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)上下料。

3.2 根據(jù)被切割管件的口型選擇切割裝置形式。

如只進(jìn)行直口切割，機(jī)器人與位移裝置均可以滿足H 型鋼切割需要；如果切割的型材尺寸較大且有坡口切割需要，選擇機(jī)器人切割，因?yàn)橄鄬?duì)面言，割槍的傾斜位移時(shí)間，機(jī)器人一次就位較位移裝置多軸依次就位有較大的效率優(yōu)勢(shì)。

3.3 根據(jù)被切割工件材質(zhì)、厚度選擇相貫線切割機(jī)的切割氣源（等離子或火焰）

目前市面的固定式H 型鋼切割機(jī)基本都能具備等離子與火焰切割，等離子切割相對(duì)于火焰切割效率高的多，但等離子切割槍頭直徑大，在切斷腹板以及H 型鋼端頭翼板與腹板相交部分（翼板揭蓋位置）回轉(zhuǎn)不便，所以通常在此兩處位置下使用火焰切割。火焰切割需要預(yù)熱及清渣，同時(shí)在切割模塊中進(jìn)行兩種切割會(huì)導(dǎo)致流水作業(yè)效率降低。目前較為高效的方式是用等離子進(jìn)行翼板切割，型材行走出切割區(qū)后，用手工火焰切割腹板進(jìn)行切斷[2]。便攜式H型鋼切割機(jī)一般使用火焰切割。

3.4 其他原則

初期投資企業(yè)能夠負(fù)擔(dān)，后續(xù)可進(jìn)行性能升級(jí)的現(xiàn)代化改裝；保證前期投入及正常運(yùn)行、保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性；整套設(shè)備安全可靠，使用壽命長(zhǎng)，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；

4 海洋工程H 型鋼切割機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)（常規(guī)參數(shù)）

綜上所述，海洋工程施工場(chǎng)地選用H 型鋼切割機(jī)應(yīng)為具備機(jī)器人自動(dòng)定位功能的固定式切割機(jī)，同時(shí)具備等離子與火焰切割功能，結(jié)合工程材料需求，編制技術(shù)參數(shù)如下：

（1）型鋼切割機(jī)設(shè)備要求為6 軸及以上機(jī)器人式全自動(dòng)型鋼加工設(shè)備。

（2）切割工件截面尺寸要求：滿足JIS，ASTM，GB，AS 及EN 等標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的型鋼截面范圍。

（3）適用的型材規(guī)格尺寸：H 型鋼腹板≥150mm 且≤1000mm，翼緣板≥150mm 且≤500mm；4、切割厚度要求：等離子切割：穿孔切割，垂直方向切割的有效厚度為：45mm；45°方向切割的有效厚度：38mm；火焰切割：垂直方向切割的有效厚度：32mm。

（5）切 割 工 件 長(zhǎng) 度（進(jìn) 料 長(zhǎng) 度）范 圍：1600mm-12000mm。

（6）切割坡口形式為I 型、V 型0-50°一次成型、K 型。H型鋼腹板垂直直線坡口切割可實(shí)現(xiàn)V 型坡口。

（7）最小切割孔直徑孔徑10mm，孔徑＞1.2 倍板厚。

（8）精度及切割方式要求:腹板（在翼板揭蓋位置）切割精度：0-2mm；切割長(zhǎng)度偏差：±2mm；腹板直口端頭的垂直度偏差：±1.5mm；坡口切割角度偏差：±2°，坡口直線度和垂直度偏差：±1.5mm；切割槍頭重復(fù)定位精度：±0.1mm；材料輸送后，切割前定位精度：±0.5mm；其他切割精度：±1.5mm；

（9）切割方式：等離子、火焰兩種切割方式。

5 H 型鋼切割機(jī)在切割領(lǐng)域中的應(yīng)用

H 型鋼切割機(jī)采用數(shù)字化控制，有機(jī)器人切割與多軸聯(lián)動(dòng)位移切割等不同機(jī)型。機(jī)器在切割時(shí)實(shí)現(xiàn)工控電腦編程控制，具有切割各種端面、工藝孔、角度坡口等切割功能。廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑、橋梁工程，海洋工程等領(lǐng)域[3]。

6 行業(yè)裝備現(xiàn)狀

由于工控系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，精度要求高，我國(guó)H 型鋼自動(dòng)切割機(jī)生產(chǎn)與使用基本都處于起步階段。

產(chǎn)品生產(chǎn)廠家中，山東凱斯瑞，寧波金鳳等廠商具備一定的H 型鋼自動(dòng)切割機(jī)自主研發(fā)與生產(chǎn)能力，已經(jīng)能生產(chǎn)最大切割能力1000mm 的機(jī)型，但產(chǎn)品可靠性尚待市場(chǎng)驗(yàn)證；日本大東等國(guó)外企業(yè)的H 型鋼自動(dòng)切割機(jī)的產(chǎn)品較為成熟，但存在后續(xù)軟件升級(jí)困難，維修維護(hù)費(fèi)用高昂等問題。大部分型鋼生產(chǎn)單位還是采用人工手動(dòng)方式進(jìn)行切割下料。人工下料速度較慢，需要經(jīng)過人工進(jìn)行劃線放樣，切割時(shí)采用手把割槍，精度及切割質(zhì)量均不能有效保證。