CN107844649B - 一种钢结构焊缝生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢结构焊缝生成方法。在现有技术中，无法直接根据三维模型得到所有焊缝。本发明如下：一、获取钢零件的设计信息。二、确定焊缝数量与位置。三、在钢结构设计软件中生成所有焊缝。四、确定焊接顺序。五、生成三维焊缝地图。六、计算焊材的消耗量。本发明能够自动判断钢构件内的哪些钢零件需要焊接，判断速度快且结果精准可靠。本发明能够快速得出焊接所需的信息，并在三维模型中生成所有焊缝。本发明能够自动判断个焊缝的焊接顺序，进而指导焊接生产。本发明能够生成三维焊缝地图。三维焊缝地图能够在工人进行焊接时作为参考和说明。本发明能够指导焊材的购买量，降低生产成本。

Description

一种钢结构焊缝生成方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种钢结构焊缝生成方法。
背景技术
当前，钢结构焊接设计工作人员在拿到一个钢结构建筑的全部钢构件设计图纸后，需要花费大量的时间与精力，来对需要焊接的区域进行一一识别，然后确定出每一个焊接区域的焊缝类型、焊缝长度、焊材种类等信息，接着根据确定出的信息对所有焊缝进行分类与计算，最终做成一个钢结构焊缝信息编制表。这一过程繁琐复杂，且由于是人工操作，容易出错。因此，设计一种能够获得钢结构建筑中全部焊缝的信息，并获取各钢构件内焊缝焊接顺序的方法十分重要。
在钢结构建筑三维模型的建模过程当中，钢结构行业的普遍现状是，建模人员不去考虑钢零件实际是如何焊接在一起的，而仅仅是根据钢零件间的相互位置关系，将若干个钢零件组合成钢构件，再根据钢构件间的相互位置关系，将钢构件组建成钢结构建筑。因此，无法直接根据三维模型得到所有焊缝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢结构焊缝生成方法。
本发明具体步骤如下：
步骤一、用钢结构设计软件建立目标钢结构的三维模型。目标钢结构由n个目标钢构件组合而成。对n个目标钢构件进行编号。并对n个目标钢构件内的钢零件分别进行二级编号。
步骤二、提取目标钢结构的三维模型中所有钢零件的设计信息Fik，i表示钢零件所在目标钢构件的编号，k表示钢零件在第i个目标钢构件中的编号。
步骤三、i＝1,2,3,…,n，依次执行步骤四、五、六、七、八、九、十、十一和十二。
步骤四、依次判断第i个目标钢构件内任意两个钢零件的间距。若第i个目标钢构件内有两个钢零件的间距小于或等于30mm，则这两个钢零件需要焊接，得到ai条焊缝。
步骤五、根据钢结构焊接规范，分别确定第i个目标钢构件内ai条焊缝的焊接参数信息。
步骤六、在钢结构设计软件中依次创建第i个目标钢构件内的所有焊缝。
步骤七、提取第i个目标钢构件三维模型内的ai条焊缝的焊接尺寸信息。
步骤八、对第i个目标钢构件内的ai条焊缝进行编号，且每条焊缝对应一个焊接顺序参数Cj，j＝1,2,3,…,ai，Cj的初始值均为0。
步骤九、j＝1,2,3,…,ai，依次执行步骤十。
步骤十、若以第i个目标钢构件内第j条焊缝为回转轴线且不与任何钢零件相交的扇柱区域不存在，则Cj增大1000000B。该扇柱区域的圆心角为50-70°，直径为400-800mm。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝是对接焊缝，则Cj增大100000B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝与其他焊缝不相交，则Cj增大10000B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝所对应的两个钢零件的弹性模量均小于Ei(max)，Cj增大1000B，Ei(max)为第i个目标钢构件内弹性模量最大的钢零件的弹性模量。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝承受拉应力，则Cj增大100B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝有坡口，则Cj增大10B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝的长度小于或等于800mm，则Cj增大1B。
步骤十一、确定第i个目标钢构件内ai条焊缝的焊接顺序。焊接顺序参数Cj越大的焊缝越先焊接。
步骤十二、隐藏第i个目标钢构件三维模型中的钢零件，仅保留ai条焊缝并导出成图片。在该图片中添加ai条焊缝对应的焊接信息，得到第i个目标钢构件的三维焊缝地图。
步骤十三、根据所有目标钢结构内各焊缝的焊材种类、长度及截面积，计算出不同种类焊材各自的消耗量。
进一步地，在步骤十一中，若焊接顺序参数Cj相等的两条焊缝相交，且该两条焊缝有一条是纵向焊缝，另一条是横向焊缝，则该两条焊缝中的纵向焊缝先焊接。
进一步地，步骤十二中所述的焊接信息包括焊接顺序号、焊接参数信息和焊接尺寸信息。
进一步地，所述的三维焊缝地图中，ai条焊缝的焊接信息以表格的形式插入。表格的表头依次为焊接顺序号、焊接质量等级、焊缝形式、焊缝位置、截面积、长度及焊材种类。
进一步地，步骤十三中还要根据不同种类焊材各自的消耗量，购入所需的焊材，并分配焊接任务。
进一步地，所述的焊接参数信息包括焊接质量等级、焊缝形式、是否有坡口和焊材种类。
进一步地，所述的焊接参数还包括坡口形式。坡口形式包括I形坡口、单边V形坡口、V形坡口、X形坡口、K形坡口、单边U形坡口和U形坡口。所述的焊缝形式包括对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和槽焊缝。
进一步地，所述的焊接尺寸信息包括焊缝位置、焊缝截面积和焊缝长度。
进一步地，所述的钢结构设计软件采用Tekla。
进一步地，所述的设计信息包括钢零件编号i-k、钢零件材质、钢零件应力大小、钢零件受力方向、钢零件形状和钢零件位置。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明能够自动判断钢构件内的哪些钢零件需要焊接，判断速度快且结果精准可靠。
2、本发明能够快速得出焊接所需的信息，并在三维模型中生成所有焊缝。
3、本发明能够自动判断个焊缝的焊接顺序，进而指导焊接生产。
4、本发明能够生成三维焊缝地图。三维焊缝地图能够在工人进行焊接时作为参考和说明。同时质检人员能够根据三维焊缝地图中的焊接信息表格进行焊缝质检。
5、本发明能够指导焊材的购买量，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中计算焊缝焊接顺序参数的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
一种钢结构焊缝生成方法，具体步骤如下：
步骤一、用钢结构设计软件建立目标钢结构的三维模型，钢结构设计软件可采用Tekla。目标钢结构由n个目标钢构件组合而成。对n个目标钢构件进行编号。并对n个目标钢构件内的钢零件分别进行二级编号。
步骤二、提取目标钢结构的三维模型中所有钢零件的设计信息Fik，i表示对应钢零件所在目标钢构件的编号，k表示对应钢零件在第i个目标钢构件中的编号。设计信息包括钢零件编号i-k、钢零件材质、钢零件应力大小、钢零件受力方向、钢零件形状和钢零件位置。
步骤三、i＝1,2,3,…,n，依次执行步骤四、五、六、七、八、九、十、十一和十二。
步骤四、依次判断第i个目标钢构件内任意两个钢零件的间距。若第i个目标钢构件内有两个钢零件的间距小于或等于30mm，则这两个钢零件需要焊接，得到ai条焊缝。
步骤五、根据钢结构焊接规范(GB50661-2011)，分别确定第i个目标钢构件内ai条焊缝的焊接参数信息。焊接参数信息包括焊接质量等级、焊缝形式(包括对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和槽焊缝)、是否有坡口、坡口参数(包括坡口角度、钝边高度、根部间隙、坡口深度；无坡口时，坡口参数全部默认标志为0)、坡口形式(包括I形坡口、单边V形坡口、V形坡口、X形坡口、K形坡口、单边U形坡口、U形坡口)和焊材种类。
步骤六、在钢结构设计软件中，执行“在零件间创建焊接”命令，输入焊接参数信息，依次在所有需要焊接的位置创建焊缝，生成第i个目标钢构件三维模型内的ai条焊缝。
步骤七、提取第i个目标钢构件三维模型内的ai条焊缝的焊接尺寸信息。所述焊接尺寸信息包括焊缝位置、焊缝截面积和焊缝长度。
步骤八、对第i个目标钢构件内的ai条焊缝进行编号，且每条焊缝对应一个焊接顺序参数Cj，j＝1,2,3,…,ai，Cj的初始值均为0。
步骤九、j＝1,2,3,…,ai，依次执行步骤十。
步骤十、若以第i个目标钢构件内第j条焊缝为回转轴线且不与任何钢零件相交的扇柱区域(以扇形为横截面的柱体)不存在，则Cj增大1000000B，B为二进制数的后缀。该扇柱区域的圆心角为60°，直径为600mm。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝是对接焊缝，则Cj增大100000B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝与其他焊缝不相交，则Cj增大10000B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝所对应的两个钢零件的弹性模量均小于Ei(max)，Cj增大1000B，Ei(max)为第i个目标钢构件内弹性模量最大的钢零件的弹性模量。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝在使用中承受拉应力，则Cj增大100B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝内坡口参数不全部为0，则Cj增大10B。
若第i个目标钢构件内第j条焊缝的长度小于或等于800mm，则Cj增大1B。
步骤十一、确定第i个目标钢构件内ai条焊缝的焊接顺序。焊接顺序参数Cj越大的焊缝越先焊接。若焊接顺序参数Cj相等的两条焊缝相交，且该两条焊缝有一条是纵向焊缝，另一条是横向焊缝，则该两条焊缝中的纵向焊缝先焊接。
步骤十二、隐藏第i个目标钢构件三维模型中的钢零件，仅保留ai条焊缝并导出成图片。在该图片中添加ai条焊缝对应的焊接信息，得到第i个目标钢构件的三维焊缝地图。焊接信息包括焊接顺序、焊接参数信息和焊接尺寸信息。在三维焊缝地图中，ai条焊缝的焊接信息以表格的形式插入。表格的表头(表格的第一行)依次为焊接顺序、焊接质量等级、焊缝形式、焊缝位置、截面积、长度及焊材种类。ai条焊缝的焊接信息依次填入表格。三维焊缝地图能够在工人进行焊接时作为参考和说明。同时质检人员能够根据三维焊缝地图中的焊接信息表格进行焊缝质检。
步骤十三、根据所有目标钢结构内各焊缝的焊材种类、长度及截面积，计算出不同种类焊材各自的消耗量。根据不同种类焊材各自的消耗量，购入所需的焊材，并分配焊接任务。

Claims (10)

1.一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：步骤一、用钢结构设计软件建立目标钢结构的三维模型；目标钢结构由n个目标钢构件组合而成；对n个目标钢构件进行编号；并对n个目标钢构件内的钢零件分别进行二级编号；
步骤二、提取目标钢结构的三维模型中所有钢零件的设计信息Fik，i表示钢零件所在目标钢构件的编号，k表示钢零件在第i个目标钢构件中的编号；
步骤三、i＝1,2,3,…,n，依次执行步骤四、五、六、七、八、九、十、十一和十二；
步骤四、依次判断第i个目标钢构件内任意两个钢零件的间距；若第i个目标钢构件内有两个钢零件的间距小于或等于30mm，则这两个钢零件需要焊接，得到ai条焊缝；
步骤五、根据钢结构焊接规范，分别确定第i个目标钢构件内ai条焊缝的焊接参数信息；
步骤六、在钢结构设计软件中依次创建第i个目标钢构件内的所有焊缝；
步骤七、提取第i个目标钢构件三维模型内的ai条焊缝的焊接尺寸信息；
步骤八、对第i个目标钢构件内的ai条焊缝进行编号，且每条焊缝对应一个焊接顺序参数Cj，j＝1,2,3,…,ai，Cj的初始值均为0；
步骤九、j＝1,2,3,…,ai，依次执行步骤十；
步骤十、若以第i个目标钢构件内第j条焊缝为回转轴线且不与任何钢零件相交的扇柱区域不存在，则Cj增大1000000B；该扇柱区域的圆心角为50-70°，直径为400-800mm；B为二进制数的后缀；
若第i个目标钢构件内第j条焊缝是对接焊缝，则Cj增大100000B；
若第i个目标钢构件内第j条焊缝与其他焊缝不相交，则Cj增大10000B；
若第i个目标钢构件内第j条焊缝所对应的两个钢零件的弹性模量均小于Ei(max)，则Cj增大1000B，Ei(max)为第i个目标钢构件内弹性模量最大的钢零件的弹性模量；
若第i个目标钢构件内第j条焊缝承受拉应力，则Cj增大100B；
若第i个目标钢构件内第j条焊缝有坡口，则Cj增大10B；
若第i个目标钢构件内第j条焊缝的长度小于或等于800mm，则Cj增大1B；
步骤十一、确定第i个目标钢构件内ai条焊缝的焊接顺序；焊接顺序参数Cj越大的焊缝越先焊接；
步骤十二、隐藏第i个目标钢构件三维模型中的钢零件，仅保留ai条焊缝并导出成图片；在该图片中添加ai条焊缝对应的焊接信息，得到第i个目标钢构件的三维焊缝地图；
步骤十三、根据所有目标钢结构内各焊缝的焊材种类、长度及截面积，计算出不同种类焊材各自的消耗量。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：在步骤十一中，若焊接顺序参数Cj相等的两条焊缝相交，且该两条焊缝有一条是纵向焊缝，另一条是横向焊缝，则该两条焊缝中的纵向焊缝先焊接。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：步骤十二中所述的焊接信息包括焊接顺序号、焊接参数信息和焊接尺寸信息。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：所述的三维焊缝地图中，ai条焊缝的焊接信息以表格的形式插入；表格的表头依次为焊接顺序号、焊接质量等级、焊缝形式、焊缝位置、截面积、长度及焊材种类。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：步骤十三中还要根据不同种类焊材各自的消耗量，购入所需的焊材，并分配焊接任务。
6.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：所述的焊接参数信息包括焊接质量等级、焊缝形式、是否有坡口和焊材种类。
7.根据权利要求6所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：所述的焊接参数还包括坡口形式；坡口形式包括I形坡口、单边V形坡口、V形坡口、X形坡口、K形坡口、单边U形坡口和U形坡口；所述的焊缝形式包括对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和槽焊缝。
8.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：所述的焊接尺寸信息包括焊缝位置、焊缝截面积和焊缝长度。
9.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：所述的钢结构设计软件采用Tekla。
10.根据权利要求1所述的一种钢结构焊缝生成方法，其特征在于：所述的设计信息包括钢零件编号i-k、钢零件材质、钢零件应力大小、钢零件受力方向、钢零件形状和钢零件位置。
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Patentee before: Hangzhou Shengjian Steel Structure Engineering Management Co.,Ltd.

Country or region before: China

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