工程施工中智能数控钢筋设备的应用范文

摘要:钢筋加工是一种劳动密集型作业工序，在我国工程建设施工中多数仍然采用人工加工和半机械化为主的加工方式。此方式具有生产效率低、劳动强度大、劳务成本高，加工质量和施工进度难以控制，材料和能源浪费高、安全隐患多、噪音大等缺点。钢筋加工直接影响着工程质量的优劣、工程的可靠性和安全性，钢筋加工的重要性不言而喻，成为制约施工质量和施工进度的一个瓶颈。

关键词:智能数控;自动化;钢筋加工;工程施工;推广应用

1概述

工程建设要求“质量高、进度快、成本低”。智能数控钢筋加工设备，实现了钢筋加工的全过程自动化，能提高劳动生产率，降低劳动强度，保证工程质量，节约施工成本。传统的钢筋加工方式，占用的劳动力多，劳动强度大，生产效率低，安全隐患较大，难以管理。随着市场劳动资源的紧缺，工期和质量要求的不断提高，智能数控专业化钢筋加工，实现了功能集成化、原料输送、加工组焊、收集的全过程。智能数控化，高效节能降耗，节省劳动力，提高了生产效率和加工质量［1］。

2钢筋笼加工制作效益分析

全自动钢筋笼滚焊机与半自动钢筋笼滚焊机和人工加工相比，自动化程度高，数控加工精度高，施工效率高，生产成本低，劳动强度低。钢筋笼加工制作工效分析见表1。由表1可知，人工加工钢筋笼，直径1．2～1．3m钢筋笼加工费用，高于半自动滚焊机的3．13倍，比全自动滚焊机高6．3倍;采用人工制造钢筋笼，加工直径1．5～1．8m的钢筋笼成本，高于半自动滚焊机的2．4倍，比全自动滚焊机高6．0倍;人工制造钢筋笼，加工直径2．0～2．5m的钢筋笼成本，高于半自动滚焊机的2．0倍，比全自动滚焊机高7．0倍。

3智能数控钢筋调直机

智能数控钢筋调直机操作系统，采用智能数控控制软件，操作简单可靠，效率高。一次性完成钢筋盘料调直、定尺、剪切、对齐、成品收集，节省人工成本，提高产能，相比使用常规的、传统的钢筋调直机，提高生产效率2～3倍。

4智能数控钢筋弯箍机

智能数控弯箍机采用智能数控全自动生产装备，一次性弯曲成型钢筋材料，大大提高了生产效率和加工精度。智能数控弯箍机操作系统简单，功能强大，加工流程一体化，生产效率更高、更稳定，超长钢筋加工性能显著，钢筋加工精度高、质量好、应用范围广泛。

5智能数控立式双头、五机头钢筋弯曲机

智能数控立式二机头、五机头钢筋弯曲机，具有自动化程度高，先进的控制系统和超强的操作性。可将钢筋弯曲成不同形状，它具有弯曲精度高，弯曲成型速度快，加工设置操作十分简单，可以储存多达200种图形，并且可以在一次设置中重复使用，结合触摸屏控制面板，操作简单易懂。1)双头立式弯曲中心，可同时在一个工作单元内实现高精度双向弯曲。弯曲长度可自由定尺，精度确保。2)智能数控立式五机头钢筋弯曲机，可在一个工作单元内同时进行多向弯曲，五个弯曲主机同时工作，大幅提高效率。系统存储有多种箍筋形状，可自行因需使用。弯曲中心采用气动加紧机构，具有更强的设备运行稳定性和耐用性。自动上料机构，运行更加方便快捷，专有的夹紧机构，走料更加牢固安全。3)智能数控立式五机头采用一键式启动开关，微电脑智能数控机制，所有工艺一键式一次成型，准确高效，批量完成夹紧和自动弯曲加工，快速高效，且在钢筋加工过程中不易发生变形，钢筋不会损坏，成品钢材的合格率为100%。钢筋调直剪切工效分析见表2，钢筋箍筋弯曲工效分析见表3。由表2可知，传统钢筋矫直单价高于智能数控钢筋矫直单价的7．2倍。由表3可看出，传统人工箍筋加工比智能数控弯箍机单价高120倍。弯箍机可在相同的钢加工能力下替代20～30名钢筋工人。6智能数控钢筋四位一体机智能数控钢筋锯切、镦粗、套丝、打磨一体机是一种高度自动化钢筋加工设备，并集自动物料储存、进料、寻找仓位和分级储料为一体。将各种处理步骤形成计算机控制的自动化处理线。其结构简单，操作方便，用户界面友好。它采用先进的优化和扩大工艺，完成钢筋的输送、翻转、定位、传动等功能，最终自动滚压成型;

6级成品存储机构，方便多品种

成品收集，各工序间自动翻料、送进，避免了人工搬运。以Φ25～32mm，长度9m/根钢筋为例，进行人工加工和智能加工效益分析，智能数控钢筋四位一体机加工效益分析见表4。

7自动焊接机器人

7．1焊接机器人的结构

机器人系统使用数控技术，通过数字总线连接系统的各个部分，以确保它不受周围磁场的干扰。机器人控制系统采用多处理器的中央处理系统，具有足够的扩展空间和稳定性，并具有良好的灵活性，可确保高精度和高质量的焊接［2］。

7．2焊接机器人的优点

焊接机器人具有高度的灵活性和数字化，焊接质量稳定，焊接精度高。它实现了效率、质量的显著提高和劳动力成本的大幅度降低。自动化焊接机器人的使用，大大提高了生产效率，提高了产品的焊接质量，降低了工人的工作强度，实现了24h连续稳定的工作，极大程度地代替了人工劳动。自动化焊接设备不仅效率高、成本低，还有效降低了传统手工焊接作业对工人健康的危害。手动焊接作业容易暴露在电弧和高温辐射之下，劳动强度大，不适合长时间连续工作［3］。

7．3焊接机器人精度高、质量高、效率高

焊接机器人和焊接操作机行走机构的定位精度在0．1mm以内，焊接机器人的位置重量精度可在±0．08mm以内，全位置焊接时的电流稳定性非常好。新的四轮驱动带码盘反馈控制的送丝装置，使送丝更精准更稳定。提高了焊接工作性能，提高了机器人对焊接信号的反应速度，减少了电弧放电，实现高质量的焊缝外观，大大减少了残余振动，简化了焊接对准位置的校正。焊炬在焊接部分的位置，前进角度和焊枪角度以及对准角度可以同时改变。稳定的焊接，可靠性提高。焊接机器人的生产效率通常是手工焊接的三倍。焊接机器人焊接的焊缝无破裂，焊接熔深较深，从而改善了焊缝的力学性能。焊接机器人适合大规模生产。不仅焊接效率高，而且速度快。以双向六车道单幅三墩柱盖梁骨架为例，进行传统人工焊接加工和自动焊接机器人焊接进行工效分析。从表5分析对比，人工焊接单幅三墩柱盖梁骨架是自动焊接机器人焊接费用的3倍，自动焊接机器人焊接合格率100%。

8智能数控自动化钢筋加工应用工程实例

甬台温高速公路复线温州南塘至黄华段工程第四合同段，起止桩号K265+317．5～K270+777．35，线路全长为5．46km，翁垟高架桥全长为4．50km。翁垟高架桥墩柱采用花瓶式桥墩的形式，尺寸为2．2m×2．3m、3．0m×3．0m，高度范围6．9～11．7m，共计292个，桩基钢筋9008t，承台钢筋4868t，墩身钢筋4737t，盖梁钢筋2489t，其他及桥面附属钢筋1384t，桥梁工程钢筋合计数量23000t。翁垟高架桥钢筋加工全部采用智能数控自动化钢筋加工设备，扣除建厂及智能数控自动化钢筋加工设备全部的投入资金成本，钢筋加工单价190元/t，而目前人工加工钢筋单价在590～600元/t左右。智能数控钢筋加工效益分析见表6。由表6可知，此项目桥梁工程采用智能数控自动化设备加工钢筋，生产成本为558．4万元，若采用人工加工钢筋，生产成本约1684万元。人工加工钢筋生产成本是智能数控设备生产成本的3倍。采用智能数控自动化设备加工钢筋，降低生产成本约1126万元［4］。

9结语

甬台温高速公路复线温州南塘至黄华段工程第四合同段，采用智能数控设备加工钢筋，提高了劳动生产率，节省了钢筋加工费用，大幅度降低了原材料和能源消耗，同时大大减轻了工人的劳动强度。智能数控自动化钢筋加工设备具有明显的优势，使钢筋的加工基本实现机械化和自动化。缩短了人工加工各部分的加工时间和协调偏差，提高了钢筋成型的质量和效率，智能数控自动化加工钢筋，加工质量优良，经济安全，施工方便。它可以加快施工进度，改善施工环境，为项目创造了良好的经济效益和社会效益。基于这些优点，钢筋智能数控自动化加工设备逐渐受诸多施工企业的信赖。智能数控全自动钢筋设备的进一步推广和普及将成为社会发展的一种趋势。

参考文献

［1］徐晓光，虞朋．数控加工技术在钢筋加工中的应用［J］．安徽建筑，2017(3):89-91．

［2］王金磊．工程机械制造中自动化焊接设备的应用分析［J］．机电技术应用，2017(9):122-123．

［3］田鹏廖，秋琴．自动化焊接设备在工程机械制造中的应用研究［J］．中国高新技术企业，2016(14):45-46．

［4］李明，许银凤，胡杭，等．钢筋数控加工技术的应用［J］．天津建设科技，2016(3):30-31．

作者：李显 单位：中铁十六局集团第三工程有限公司