CN101393447B - 矩形钢管相贯口的加工工艺 - Google Patents

Abstract

一种矩形钢管相贯口的加工工艺，先建立杆件的空间坐标，根据相关杆件的空间位置关系和杆件的几何尺寸推导相连接的相贯口几何参数的计算式，由相贯口几何参数的计算式编制计算机计算模块并输入计算机，再将杆件端点空间坐标及杆件几何尺寸的初步参数输入计算机，并计算相贯口几何参数，根据计算的几何参数加工具有最大外包尺寸的矩形钢管，并在矩形钢管上划出相贯口的切割线和切割机器人行走的轨迹线，在切割机器人行走轨迹线上安放切割机器人的行走轨道，在行走轨道上安放好的切割机器人按照在矩形钢管上划出的切割线，边行走边切割出矩形钢管上的相贯口。本发明不但加工效率高和有效解决了矩形钢管相贯口的加工技术问题，而且能够确保产品质量。

Description

矩形钢管相贯口的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种金属构件加工工艺，主要应用于建筑钢结构构件的加工工艺。

背景技术

在空间结构中，尤其在空间管桁架结构中，大量使用矩形钢管作为结构杆件。当一根支杆管件在一根主杆管件的侧壁上连接时，支管端部的相贯口需事先加工成型，由于矩形截面两轴向尺寸不等且两轴向尺寸比值随机，因此，目前市场上还没有有效加工矩形钢管相贯口的设备，处理该问题的传统方法是应用切割圆钢管或方钢管相贯口的设备来近似加工矩形钢管相贯口，加工的效率低，而且质量较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工效率高且质量好的矩形钢管相贯口的加工工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种矩形钢管相贯口的加工工艺：

1)先建立矩形钢管杆件的空间坐标；

2)根据相关矩形钢管杆件的空间位置关系和矩形钢管杆件的几何尺寸推导相连接的相贯口几何参数的计算式；

3)再根据矩形钢管相贯口几何参数的计算式编制计算机计算模块并输入计算机；

4)再将矩形钢管杆件端点空间坐标及矩形钢管杆件几何尺寸的初始参数输入计算机，并计算矩形钢管相贯口几何参数；

5)根据计算出的相贯口几何参数加工具有最大外包尺寸的矩形钢管，并在矩形钢管上划出相贯口的切割线和切割机器人行走的轨迹线；

6)在切割机器人行走轨迹线上安放切割机器人的行走轨道；

7)在行走轨道上安放好的切割机器人按照在矩形钢管上划出的切割线，边行走边切割出矩形钢管上的相贯口。

本发明由于采用了计算机进行计算和机器人进行切割加工，所以不但加工效率高和有效解决了矩形钢管相贯口的加工技术问题，而且能够确保产品质量。

具体实施方式

矩形钢管相贯口的加工工艺的具体实施方式如下：

现加工一根长度为6米，截面宽度为300毫米、高度为600毫米、腹板厚度10毫米、翼缘板厚度为20毫米的焊接矩形钢管，该钢管两端分别与焊接空心球相贯，其一端焊接空心球的直径为800毫米，另一端焊接空心球的直径为1100毫米。其两端的焊接空心球上还连接有其它焊接矩形钢管。

1)建立矩形钢管杆件的空间坐标，然后，根据相关矩形钢管杆件的空间位置关系和矩形钢管杆件的几何尺寸推导相连接的相贯口几何参数的计算式：

$L_1=\sqrt{{(x_i-x_j)}^2+{(y_i-y_j)}^2+{(z_i-z_j)}^2}-\sqrt{{(R_i+5)}^2-{(\frac{H}{2}-t_f)}^2-{(\frac{B}{2}-t_w)}^2}-\sqrt{{(R_j+5)}^2-{(\frac{H}{2}-t_f)}^2-{(\frac{B}{2}-t_w)}^2}---\left(1\right)$

B₁＝H                                                     (2)

B₂＝B-2*t_w-10                                        (3)

$R_{\mathrm{li}\left(j\right)}=\sqrt{{(R_{i\left(j\right)}+5)}^2-{(\frac{B}{2}-t_w)}^2}---\left(4\right)$

$R_{2i\left(j\right)}=\sqrt{{(R_{i\left(j\right)}+5)}^2-{(\frac{H}{2}-t_f)}^2}---\left(5\right)$

$f_{1i\left(j\right)}=\sqrt{{(R_{i\left(j\right)}+5)}^2-{(\frac{B}{2}-t_w)}^2}-\sqrt{{(R_{i\left(j\right)}+5)}^2-{(\frac{H}{2}-t_f)}^2-{(\frac{B}{2}-t_w)}^2}---\left(6\right)$

$f_{2i\left(j\right)}=\sqrt{{(R_{i\left(j\right)}+5)}^2-{(\frac{H}{2}-t_f)}^2}-\sqrt{{(R_{i\left(j\right)}+5)}^2-{(\frac{H}{2}-t_f)}^2-{(\frac{B}{2}-t_w)}^2}---\left(7\right)$

以上各式中字母代表的物理含义如下：

L1为两端为焊接球矩形杆件长度(mm)；

xi、yi、zi为杆件i端空间坐标值(mm)；

xj、yj、zj为杆件j端空间坐标值(mm)；

H、B为分别为矩形杆件的高度和宽度(mm)；

tw、tf为分别为矩形杆件高度和宽度方向板件厚度(mm)；

Ri(j)为分别为与矩形杆件i端、j端相连的焊接球半径(mm)；

B1、B2为分别为对应矩形杆件高度和宽度方向板件的宽度(mm)；

R1i(j)为高度方向板件i或j端圆弧半径(mm)；

R2i(j)为宽度方向板件i或j端圆弧半径(mm)；

f1i(j)为高度方向板件i或j端圆弧矢高(mm)；

f2i(j)为宽度方向板件i或j端圆弧矢高(mm)；

2)根据矩形钢管相贯口几何参数的计算式编制计算机计算模块并输入计算机，编程语言可根据各自掌握的计算机知识自行确定，本例采用Visual Basic语言进行编辑；3)将矩形钢管端点空间坐标及矩形钢管杆件的几何尺寸的初始参数输入计算机计算矩形钢管相贯口几何参数，矩形钢管端点空间坐标和矩形钢管杆件的几何尺寸可从施工图设计电子文档直接导入，也可手工输入，应根据已有资料情况采用何种输入方式，宜优先采用施工图设计电子文档直接导入的方式，本例采用施工图设计电子文档直接导入的方式输入；4)开始根据矩形钢管相贯口几何参数加工最大外包尺寸的矩形钢管并划出相贯口切割线和切割机器人行走的轨迹线；5)在切割机器人行走轨迹线上安放切割机器人行走轨道，行走轨道是事先准备好的，再在行走轨道上安放好切割机器人，按照在矩形钢管上划出的切割线，进行边行走边切割出矩形钢管的相贯口。

切割完毕后，应将切割残余物清理干净，即可得到最终产品。

Claims (1)

1.一种矩形钢管相贯口的加工工艺：

1)先建立矩形钢管杆件的空间坐标；

2)根据相关矩形钢管杆件的空间位置关系和矩形钢管杆件的几何尺寸推导相连接的相贯口几何参数的计算式；

3)再根据矩形钢管相贯口几何参数的计算式编制计算机计算模块并输入计算机；

4)再将矩形钢管杆件端点空间坐标及矩形钢管杆件几何尺寸的初始参数输入计算机，并计算矩形钢管相贯口几何参数；

5)根据计算出的相贯口几何参数加工具有最大外包尺寸的矩形钢管，并在矩形钢管上划出相贯口的切割线和切割机器人行走的轨迹线；

6)在切割机器人行走轨迹线上安放切割机器人的行走轨道；

7)在行走轨道上安放好的切割机器人按照在矩形钢管上划出的切割线，边行走边切割出矩形钢管上的相贯口。