文档介绍
| 工程中钢管与钢管的相贯搭接广泛的应用于油气管道、压力容器以及各种形式的管桁架钢结构中。数控相贯线切割设备是对钢管相贯部位切割下料的专用设备,可以有效的提高工程质量和生产效率。为了使数控相贯线切割设备能准确的对管件进行相贯线切割,必须首先采用相贯线数控编程系统准确、高效的提取出管件在各种相贯形式下且能满足焊接坡口要求的相贯线加工数据。在数控相贯线切割设备的运动控制系统软硬件平台及机械结构大体相同的情况下,相贯线数控编程系统的技术水平决定了整个设备的使用价值。本文研究了相贯线数控编程的两大编程技术,即：节点参数化编程与基于AutoCAD技术的管桁架自动放样编程。对其所涉及的关键技术展开深入的理论研究,并在此基础上自主开发出一套集成了这两大技术的相贯线切割机数控编程系统。在节点参数化编程的研究上,本课题主要做了以下几方面的工作：(1)综合分析和归纳了工程实际中的相贯节点形式,找出了每一类节点的共同特点,在此基础上研究了以简单基本节点为基础处理复杂节点相贯的技术方法。(2)研究出一种基于空间解析法的相贯线建模计算方法,建立了各种基本相贯类型的数学计算模型,并结合该方法建立的单管相贯数模型,推导出了复杂的多管相贯节点在各种自定义的搭接顺序下管件相贯数据的计算方法。(3)在所建立的数学模型基础上,研究了各种焊接坡口及切割过程轨迹补偿的计算方法。(4)在Visual C++开发环境下以各种节点相贯数学模型为基础,设计开发出多轴联动相贯线切割机数控编程系统的节点参数化编程部分。(5)在软件的功能设计中除了涵盖各种节点类型的单节编辑外,还以单节点计算为基础设计了桁架双端通用编辑模块和节点组合模块。在桁架双端通用编辑中归类了实际工程中99%的桁架类型,用户使用非常方便。节点组合功能可以让用户根据需要将不同节点进行任意的组合。(6)为了增强软件的人机交互,在软件中设计了相贯断面的二维、三维显示,相贯线的仿真切割等辅助功能。在基于AutoCAD技术的管件自动放样编程功能的研究上,本课题所做的工作如下：(1)对管桁架各种相贯形式在AutoCAD上实现相贯线自动放样所涉及根据管桁架中心线模型自动生成三维实体模型、放样图展开以及从放样计算后的三维模型上实现多根管件相贯线数据的自动提取、切割数据的套排料等方面做了研究。(2)特别是在建立管件对象坐标系,在具有复杂拓扑关系的相贯管件三维模型上寻找内外壁有效相贯数据等疑难问题上本课题研究出了相应的处理办法。(3)结合相贯线的切割工艺,根据AutoCAD上生成的相贯管件三维模型,对加工数据的坡口角度及切割轨迹补偿的计算进行了研究,解决了过渡区域的切割问题。(4)在理论研究的基础上,运用ObjectARX开发工具对AutoCAD进行了管桁架相贯线数控编程功能的二次开发工作。(5)开发的相贯加工功能中,软件根据给定的管径壁厚等信息自动生成管件的三维模型,在进行相贯节点编辑以后,可对各管件自动编号,最后按照设定的相贯加工指标自动生成管件的相贯加工数据,多个加工数据可按照待切料长进行套排料,同时软件中设计了管件相贯线展开和生成管桁架的施工图等辅助功能。在论文的最后总结了课题的主要研究成果,以及本文的主要创新点,结合本课题研究的多轴联动相贯线数控编程系统在实际相贯线切割使用中的一些不足,提出了今后研究工作中有待进一步改进和完善之处。 |
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