模块化机电生产加工设备在工程中应用

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摘要：本文结合企业科技研发成果和工程项目实践，深入分析了建筑机电行业亟待推行产业升级的需求以及改变机电安装生产方式的意义，阐述了模块化机电生产加工设备在工程项目履约中的应用，以期对同类工程提供参考借鉴。

关键词：机电工程模块化机电生产加工设备

国务院办公厅以国办发〔2016〕71号文的形式发布了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，提出提高技术水平和工程质量，促进建筑产业转型升级，引导企业研发应用与装配式施工相适应的技术、设备和机具，提高部品部件的装配施工连接质量和建筑安全性能。结合当前国内建筑工程设计周期短、图纸精度低以及工程项目品质要求高、工期要求紧、现场场地小、场布调整多、场外条件差、技工数量少等现状，采用各专业灵活设置模块化成套生产线形成因地制宜的分散式预制加工生产方式来满足大部分建筑工地的使用需求。为此，项目团队研制了针对管道和支架预制加工的管道压槽、套丝、开孔预制加工中心，机电专业线材切割加工中心，机电专业组对焊接加工中心三套模块化生产线为核心的机电生产加工设备，且均已获得国家专利授权。

1模块化机电生产加工设备优势分析

机电工程生产方式对比分析见表1。从当前建筑机电工程履约的生产方式来看，生产方式的实施受施工条件制约，同时也受到短期成本投入和预制设计能力的制约。第1类生产方式履约，以当前人力资源的数量和质量现状很难满足项目的工期和质量目标；第3、4类生产方式的工厂化预制加工所需的场地条件一般项目很难满足，造价成本不被接受，而且绝大部分公司在工程周边区域并没有预制加工厂，难以实现第3、4类生产方式；采用第2类生产方式为主体，同时辅以新型施工机具，提高现场机械化程度、工件加工精度和施工工效，以达到工厂化预制加工的类似效果，而且模块化设备设置灵活，转移便捷，受场地制约小，设备投入分摊成本不高，能够满足绝大部分机电工程的需求，所以第2类生产方式具有很好的推广价值。

2模块化机电生产加工设备的应用

2.1消防管道工艺预制加工中心

将管道压槽、管道切断、开孔和管道套丝等主要数控设备安装在飞翼集装箱内，形成一个可以移动的消防管道工艺预制加工中心装置，主要用于管道的切断、压槽、套丝和开孔的预制加工（见图1）。要对管道进行切割或开孔加工时，向切割设备控制器导入待加工管道规格、长度、开孔定位信息等，然后启动设备展开定长切割或定位开孔作业，加工好的管段再通过传送装置传送到压槽（套丝）物流架上，随后进行管段的压槽（套丝）作业。

2.2机电专业线材切割加工中心

将等离子切割机器人、卡盘机、切割平台、型钢冲剪机等主要数控设备安装在飞翼集装箱内，形成一个可以移动的切割中心装置，主要用于管道、钢板和型钢预制加工的切割，具体为管道切断、坡口、相贯线切割、钢板切割、型钢切断、冲孔等加工工艺（见图2）。2.1.1设备特点。（1）设备主机均安装固定在集装箱内，物流系统等辅助装置模块拼装的形式设置在集装箱外，便于成套设备的拆装和转移。（2）采用激光切割设备对管道进行切断和开孔，切割面光滑无毛刺，加工速度极快，同时对加工管段进行编码打印。（3）采用数控系统压槽设备，可通过数字参数设置，使压槽深度均匀，痕迹光滑，镀锌、衬塑、涂塑等管材均可，压槽速度快。（4）采用数控系统套丝设备，可通过数字参数设置，使套丝长度统一，无缩径现象，加工速度快。2.1.2加工流程。将待加工的管道放入料架平铺，当需加工管道不需要切断而直接使用成品管道时，启动压槽（套丝）设备，自动对管道两端进行压槽（套丝）作业，加工完成后的成品自动转入出料篮，然后搬走待用；当需2.2.1设备特点。（1）设备主机均安装固定在集装箱内，物流和导轨系统等辅助装置以模块拼装的形式设置在集装箱外，便于成套设备的拆装和转移。（2）采用等离子相贯线切割设备对管道进行切断、坡口和相贯线切割，并且在切割床转换到管托小车上后，可以进行钢板等型钢的切割加工；切割面光滑无毛刺，加工速度快。（3）采用多功能液压冲剪、折弯设备，并使用可追位适应设备不同工位的物流系统；用各种型钢模具进行切断、开孔和折弯，使加工件质量均质化。2.2.2加工流程。首先根据需要加工的型钢型号及加工内容更换安装相应的冲剪模具，然后移动物流架并调整高度，与加工工位对应，并与设备连接固定牢固；对于非定长、定位的物流架系统，采用人工测量送料的方式进行加工作业，对于有定长、定位功能的自动化物流架系统，则是向物流控制器导入加工参数，进行自动化加工作业；加工后的成品输送到出料篮待用。

2.3机电专业组对焊接加工中心

将焊接机器人、压紧式变位机、水平焊接变位机、多功能柔性组对焊接平台等主要数控设备安装在飞翼集装箱内，形成一个可以移动的焊接中心装置，主要用于管道和支架预制加工部件的焊接，具体为管道弯头、法兰、三通、组对和焊接以及各类型钢支架的组对和焊接（见图3）。组对时利用一台或两台多功能柔性组对焊接平台及管托小车进行组对作业；在进行管道与法兰等的焊接连接时，将组对好的法兰或管件固定在卡盘上，输入焊接参数到控制器，然后进行焊接作业；在进行型钢支架的组对和焊接时，利用多功能柔性组对焊接平台进行组对及焊接作业。

3模块化机电生产加工设备的研发与推广

节能环保、灵活机动、适应性强、便利性高、加工精度、生产效率等成为建筑行业对施工机具设备的迫切需求。同时，易用性、多样性、经济性等特点也成为迅速推广模块化施工设备的关键。利用数字信息技术、物联网技术、计算机技术等科技手段针对施工工艺和使用场所等要求研发好用、经济的便捷性、模块化加工生产设备，成为建筑行业各个公司的重要任务。公司除了对金属线材的压槽、套丝、切断、开孔、破口、相贯线切割、组对、焊接加工工艺的加工设备进行集成化模块化设备进行研究外，还将对非金属材料的预制加工设备进行集成化模块化，提高设备的加工精度和工作效率。在研发和推广建筑机电预模块化制加工设备的同时，也将使用和研发装配安装的机械设备，实现自动化装配，智能化安装，提高加工和装配效率。生产加工和装配安装的机械设备的自动化和普及化，提高建筑工程的预制化率和装配化率，促进建筑工业化的发展。

4结语

公司结合当前行业现状并针对项目需求研制出涉及机电专业主要施工工艺的集成化模块化加工设备，并在部分项目进行试点应用。项目部在预制加工工件的质量和效率得到较大的提高，弥补了技能工人数量的不足。公司研发部将针对项目部的使用需求，对以上预制加工设备进行完善和升级，使设备更便捷、更易用、更智能、更高效，同时研发更多施工工艺的预制加工设备，践行建筑机电工业化道路。

作者:余应清 张金祥 尹奎 单位:中建三局一公司安装公司