西南地区规模较大的钢结构

焊接机器人专机图6型钢流水线与涂装机器人数字化管理——制造的指挥者数字化制造过程中必不可少的就是数字化管理。在整个生产过程中，每时每刻都在进行大量数据的生产、传递、分析和处理。数字化管理平台是整个产品制造过程的数据管理中心，整个数字化制造过程和业务处理的指挥中心，承担着各类数据的连接、收集、过滤和共享的功能。数字化管理平台的数据来源有多方面，包括生产设备数据、生产人员数据、生产环境数据、业务系统数据、BIM模型数据等。数字化制造是智能制造的初级阶段，也是实现智能制造必经的阶段。为此，基于智能制造的**终实现，设计如图7所示的智能制造管理系统规划，集BIM技术、物联网、云计算、大数据与人工智能等技术于一身，力图实现钢桥制造的数字化、信息化、可视化和智能化融合的现代化制造模式。目前已开发完毕基于BIM技术的制造加工管理系统，实现设计、物资、工艺、质量在同一平台，利用同一模型、同一数据源组织和管理生产的数字化制造模式。图7智能制造管理系统总体规划图8制造加工管理系统数字能力决定未来钢桥数字化制造较航空、航天、汽车和船舶制造起步较晚，技术体系和应用实践经验较少。如何在局部实现数字化制造的前提下。 钢架结构的轻巧灵便，使得所构建的空间开敞大气。西南地区规模较大的钢结构

    数字化工艺——制造的组织者数字化设计将产品进行了数字化，通过数字能够在结构设计、特征、属性上进行***表达。同时，基于三维制造信息的高度集成，必要的制造信息也能通过数字和模型进行表达。若让分类好的设计信息和制造信息，有秩序、有规则地流转于数字化设备和数字化制造的生产控制中心，这就需要数字化工艺来实现。数字化工艺不同于传统工艺，需要通过模型（产品数字模型和生产资源数字模型）的数据，按照工艺规则自动规划生成，包含3D工艺规划、3D工艺仿真和3D文档输出。在数字化工艺方面，主要是利用数据之源的数字模型进行工艺规划、工艺仿真和工艺验证及优化。传统的钢桥制造工艺中，零件的下料需要经过如下过程完成：二维图纸->零件图->余量放样（二维图样修改）->排版->数控下料。该流程的信息传递是以二维图纸来承载的，数据修改和提取均需要人工处理，对结构变化的响应较慢。数字化工艺流程需要如下过程完成：3D模型->零件数据->余量添加（程序化3D数据修改）->排版->数控下料。这种流程传递的信息是3D零件数据；数据是结构化的，修改和提取均可实现程序化处理；数据随着模型结构变化而自动修改，是一个数字驱动型的数字化工艺流程。

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   分两期投入，共计投资12242万元，按市场和订单需求，分部实施。一期规划资金投入5346万，形成产能６万吨，增加钢板处理能力、钢板矫平、切割、铣边、钻孔、焊接等桥梁制造关键设备，主要满足加工U型肋桥面板，工字形，波形腹板，箱型、桁架结构等组合梁结构的桥梁。二期规划资金投入6896万，形成产能４万吨，以增加厂房面积约36600平和增加加工U型肋(U型肋自制)结构桥面板能力为主。增加露天构件堆场及露天拼装场地，扩充桥梁制造能力，**终实现年产10万吨的生产能力。钢结构桥梁类型中国二十二冶集团装备制造公司桥梁生产线项目主要产品为钢结构桥梁制造，结合河北省“十三五”规划中的公路建设任务和河北省市场情况主要满足四种桥梁结构类型：工形钢板梁桥，波形腹板桥、箱型桥、桁架梁桥的生产制造。工形钢板梁桥结构主要由主梁、横向联结系、纵向联结系和桥面系组成，适用于中小跨径桥梁。波形腹板桥结构主要是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。箱型桥主梁为薄壁闭合截面形式的梁桥，具有很好的受力特性。主要适用于跨径较大（通常超过60米)的桥梁制作。桁架梁桥结构由主桁、联结系、桥道系组成。

主要产品及常用焊材国内桥梁结构钢以Q370级和Q345级为主，部分采用Q390和Q420级钢，符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591—2008）和《桥梁用结构钢》（GB/T714—2008）标准，更**度级别的钢种尚未在桥梁工程中应用。

根据钢桥结构形式不同，所采用的焊接材料的比例不同：①对于公路钢箱梁桥，气体保护焊用量大，约占85%，埋弧焊用量少，约占15%，焊条电弧焊约占2%。②对于桁架桥，埋弧焊用量较大，约占58%，气体保护焊用量约占40%，焊条电弧焊约占2%。

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    对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间，必须具有一定的抗弯能力。连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现，它不是常量，转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此，应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度，理论上需要达到无限大，但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接，问题在于如何从数量上做出界定。转动能力属于延性指标，塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力，以便后续的内力重分布能够出现。刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性，梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时，主梁和柱之间只传递垂直剪力，不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。在钢结构框架的传统分析与设计中，为简化分析设计过程，梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接，并且认为：连接对转动约束达到理想刚接的９０％以上，可视为刚接；在外力作用下，柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的８０％以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定，将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递，就转动而论。

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在焊接应用方面，通过BIM信息模型能够导出带有焊缝信息的三维模型。通过离线编程软件可以对产品进行焊接路径规划设计，从而应用于产品的数字化焊接流水线，实现数字化自动焊接的生产组织模式。焊接机器人使用三维模型离线编程，能够对焊接工艺进行仿真模拟，验证工艺的正确性和经济性。同时建立焊接**数据库，为后续人工智能应用提升和优化焊接工艺奠定基础。图2离线编程焊接应用数字化加工与装配——制造的执行者BIM数据模型的数字化信息，需要通过有效途径，直接或间接传递到数控设备或机器人设备上，以实现模型数据对数字化设备的驱动作用。对于零件切割，基于工艺余量系统的应用，能够实现从模型数据到数控切割设备的无缝衔接，所有数据的传递通道都在专业系统内部实现，**终通过管理系统按照计划推送切割指令驱动生产。图3是三维加工一体化操作流程。图3三维加工一体化操作流程数字化检验与测量，是数字化制造过程中不可缺少的重要组成部分。通过三维测量数据与三维设计模型进行数据比对，能够找出产品尺寸的偏差因素。通过大量数据分析，可以找出制造原因，优化和改进工艺，促进工艺不断完善。在保证单件产品尺寸精度满足公差要求的前提下。

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