CN109366446B

CN109366446B - 电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法

Info

Publication number: CN109366446B
Application number: CN201811276503.6A
Authority: CN
Inventors: 夏春; 剪元香; 郑运洪
Original assignee: China First Metallurgical Group Co Ltd
Current assignee: China First Metallurgical Group Co Ltd
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2038-10-30
Also published as: CN109366446A

Abstract

本发明涉及一种电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法，该装置包括丝杆滑台和安装于丝杆滑台上的至少一个画线机构，丝杆滑台根据位移信息带动画线机构移动画线；画线机构为自适应调节结构，包括底板、托架、固定杆、杆套、弹簧和笔头，底板一端竖直安装托架，托架上端水平安装固定杆，固定杆上套设杆套，笔头安装于杆套的前端，杆套与托架之间设置弹簧，弹簧套设于固定杆上。本发明方法采用该装置进行放样，避免了常规二维三视图画法步骤繁琐，对施工人员空间想象能力以及识图水平要求高的问题，避免了放置在转胎上的大直径圆管相贯线放样时，需避让转胎，在圆管表面分段、接力放样，容易造成定位不准，影响安装精度施工的问题。

Description

电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法

技术领域

本发明涉及复杂钢结构施工技术领域，具体涉及一种电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法。

背景技术

钢结构施工中，两空间形体表面的交线称为相贯线。工艺钢结构异形螺旋体大门的造型设计有许多曲面与曲面之间的结合部位，定位、下料、卷制、制作麻烦，精度要求比较高。异形螺旋体相贯线的放样方法，分为在平面上放样和在曲面上放样：

(1)平面上放样：首先通过正投影的三视图(主视图，俯视图，左视图三个基本视图)，将螺旋体周向分为若干等分，确定出各等分处素线的实长；然后将螺旋体底面圆周展为直线，在直线的各相应等分点处画出各素线的实长，用曲线连接各素线的上端点即得到螺旋体相贯线的展开图；最后通过展开图样板在钢板上铺设画线。此方法画线部位需翻面朝下插入卷板机，进行卷制；在不便翻面的情况下，需对螺旋体尺寸线进行留点切割，钢板卷制成圆管且校正后，对切割点进行连接补线。切割造成的毛刺、熔渣需打磨后才能进入卷板机进行管制，工序多、精度低。此外，逐一投影求点，最后连线形成相贯线，步骤繁琐，对施工人员空间想象能力以及识图水平要求高。

(2)曲面上放样：是将平面放样得到的展开图样板铺设在曲面钢板上画线。但工艺钢结构焊接通常放置在转胎上，上述相贯线展开图样板放样技术，需避让转胎，在螺旋体的坯体表面分段、接力放样，容易造成定位不准，影响安装精度。

鉴于此，亟需发明一种电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法，能满足大型工艺钢结构施工的要求，保证放样精度，降低作业劳动难度，降低施工成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法，它能够高效的完成异形螺旋体相贯线的放样工作，保证放样精度，降低作业劳动难度，降低施工成本。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种电动位移画线装置，包括丝杆滑台和安装于所述丝杆滑台上的至少一个画线机构，所述丝杆滑台根据位移信息带动所述画线机构移动画线；所述画线机构为自适应调节结构，包括底板、托架、固定杆、杆套、弹簧和笔头，所述底板一端竖直安装所述托架，托架上端水平安装所述固定杆，固定杆上套设所述杆套，所述笔头安装于所述杆套的前端，所述杆套与托架之间设置所述弹簧，弹簧套设于所述固定杆上。

上述方案中，所述画线机构还包括笔套和旋钮顶丝，所述笔套与所述杆套的前端固定连接，所述笔头位于所述笔套中，并通过所述旋钮顶丝固定。

上述方案中，所述画线机构还包括销轴，所述销轴固定安装于所述固定杆上，所述杆套上开设有长条形的槽口，所述销轴的上端穿过所述槽口。

上述方案中，所述丝杆滑台包括底座、丝杆、轴承座、滑台、滑台座、步进电机和联轴器，所述丝杆的两端通过所述轴承座与所述底座固定连接，所述滑台安装于滑台座上，通过所述滑台座与丝杆螺纹连接，所述步进电机通过所述联轴器与丝杆连接，并驱动丝杆旋转，带动滑台位移。

上述方案中，所述丝杆滑台还包括限位轨，所述限位轨有两根，平行设置于所述丝杆的两侧，所述滑台的两侧设有用于所述限位轨穿过的穿孔，所述滑台以所述限位轨为路径位移。

上述方案中，所述电动位移画线装置还包括固定安装于所述滑台上的支架，所述支架为长条形板体，板体上设有滑槽，所述画线机构的的底板上设有定位销和燕尾螺栓，所述定位销在滑槽中运行，确定位置后，拧紧燕尾螺栓定位。

上述方案中，所述画线机构有多个，根据画线要求排列于所述支架上。

本发明还提出一种异形螺旋体相贯线的放样方法，该方法采用上述的电动位移画线装置进行放样工作，具体包括以下步骤：

步骤1、首先对圆管体、螺旋线切割体进行三维建模，再将圆管体与螺旋线切割体相减，得到螺旋线提取体，然后以螺旋线提取体的轴心环形阵列分割体，通过螺旋线提取体与分割体相减，形成螺旋线提取体素线；

步骤2、将螺旋线提取体转化为展开图，提取素线信息：将螺旋线提取体底面圆周展为直线，在直线的各相应等分点处画出各素线的实长，用曲线连接各素线的上端点，得到螺旋线提取体的展开图；

步骤3、在圆管一侧架设所述电动位移画线装置，笔触高度与圆管中心水平，将素线的实长信息转化为所述电动位移画线装置的位移信息，即圆管在转胎上旋转一圈，电动位移画线装置从螺旋线提取体素线起始端数值向结束端数值匀速位移，即可快速完成所有螺旋线的绘制。

上述方法中，步骤2形成的螺旋线提取体素线实长由起始端向结束段等距离递减，螺旋线呈现为直线。

上述方法中，步骤3中，在所述电动位移画线装置的滑台上安装支架，在支架上安装多个画线机构，实现同步画线。

本发明的有益效果在于：

1、首先在AutoCAD中建立圆管体、螺旋线切割体模型，再将圆管体与螺旋线切割体相减，得到螺旋线提取体，然后以螺旋线提取体的轴心环形阵列分割体，通过螺旋线提取体与分割体相减，形成螺旋线提取体素线。避免了常规二维三视图画法，逐一投影求点，最后连线形成螺旋线，步骤繁琐，对施工人员空间想象能力以及识图水平要求高的问题。

2、在圆管一侧架设电动位移画线装置，笔触高度与圆管中心水平，在支架上安装八个画线机构，实现同步画线。将素线的长度信息转化为电动位移画线装置的位移信息，即圆管在转胎上旋转一圈，电动位移画线装置从螺旋线提取体素线起始端数值向结束端数值匀速位移，即可快速完成所有螺旋线的绘制。避免了放置在转胎上的大直径圆管相贯线放样时，需避让转胎，在圆管表面分段、接力放样，容易造成定位不准，影响安装精度施工的问题。

3、本发明电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法能满足大型工艺钢结构施工的要求，保证放样精度，降低作业劳动难度，降低施工成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明电动位移画线装置的结构示意图；

图2是图1所示电动位移画线装置的另一角度结构示意图；

图3是图1所示电动位移画线装置的画线机构的结构示意图；

图4是图3所示画线机构的另一角度结构示意图；

图5是异形螺旋体工业钢结构示意图；

图6是螺旋体结构示意图；

图7为本发明方法步骤1中圆管体、螺旋线切割体模型示意图；

图8为图7两模型相减获得的螺旋线提取体示意图；

图9为本发明方法步骤1中螺旋线提取体轴心环形阵列分割体示意图；

图10为本发明方法步骤1形成螺旋线提取体素线示意图；

图11为图10所示螺旋线提取体展开图；

图12为本发明方法实施示意图。

图中：100、电动位移画线装置；10、丝杆滑台；11、底座；12、丝杆；13、轴承座；14、滑台；15、滑台座；16、限位轨；17、步进电机；18、联轴器；20、画线机构；21、底板；211、定位销；212、燕尾螺栓；22、托架；23、固定杆；24、杆套；25、销轴；26、弹簧；27、笔套；28、旋钮顶丝；29、笔头；30、支架；200、异形螺旋体；201、螺旋底板；202、螺旋竖板；203、螺旋面板；301、圆管体；302、螺旋线切割体；303、螺旋线提取体；304、分割体；305、素线；400、转胎。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-4所示，为本发明一较佳实施例的电动位移画线装置100，包括丝杆滑台10和安装于丝杆滑台10上的至少一个画线机构20，丝杆滑台10根据位移信息带动画线机构20移动画线。画线机构20为自适应调节结构，包括底板21、托架22、固定杆23、杆套24、弹簧26和笔头29，底板21一端竖直安装托架22，托架22上端水平安装圆柱体的固定杆23，固定杆23上套装杆套24，杆套24可以相对固定杆23滑动，笔头29安装于杆套24的前端，杆套24与托架22之间设置弹簧26，弹簧26套设于固定杆23上，以便笔头29与圆管表皮接触时，能自适应圆管椭圆度的变化。

进一步优化，本实施例中，画线机构20还包括笔套27和旋钮顶丝28，笔套27与杆套24的前端固定连接，笔头29位于笔套27中，并通过旋钮顶丝28固定。

进一步优化，本实施例中，画线机构20还包括销轴25，销轴25固定安装于固定杆23上，杆套24上开设有长条形的槽口，销轴25的上端穿过槽口，防止固定杆23与杆套24松脱。

进一步优化，本实施例中，丝杆滑台10包括底座11、丝杆12、轴承座13、滑台14、滑台座15、步进电机17和联轴器18，丝杆12的两端通过轴承座13与底座11固定连接，滑台14安装于滑台座15上，通过滑台座15与丝杆12螺纹连接，步进电机17通过联轴器18与丝杆12连接，并驱动丝杆12旋转，带动滑台14位移。

进一步优化，本实施例中，丝杆滑台10还包括限位轨16，限位轨16有两根，平行设置于丝杆12的两侧，滑台14的两侧设有用于限位轨16穿过的穿孔，滑台14以限位轨16为路径位移。

进一步优化，本实施例中，为了实现批量画线，在滑台14上设置支架30，支架30为长条形板体，板体上设有滑槽，画线机构20的的底板21上设有定位销211和燕尾螺栓212，定位销211在滑槽中运行，确定位置后，拧紧燕尾螺栓212定位。支架30较长时，可以增加滑台14，保证画线机构20的稳定性。画线机构20有多个，根据画线要求排列于支架30上。

电动位移画线装置100使用时，画线机构20紧贴圆管外壁，将工艺钢结构螺旋线素线的长度信息转化为电动位移画线装置100的位移信息，即圆管在转胎400上旋转一圈，电动位移画线装置100依次完成所有素线的相邻差值的位移。即可完成工艺钢结构螺旋线的绘制。

本发明还提出一种异形螺旋体相贯线的放样方法，该方法采用上述电动位移画线装置100进行放样工作。本实例中，工艺钢结构为四个截面为矩形的螺旋体结构，包括八条螺旋竖板202、四条螺旋底板201和四条螺旋面板203，需在圆管上画出八条螺旋线，作为螺旋底板201的放样和螺旋竖板202焊接定位控制线。在电动位移画线装置100的支架30上安装八个画线机构20，同步画线，即可快速完成所有螺旋线的绘制。具体放线方法包括如下步骤：

步骤1、如图7至图10所示，首先在AutoCAD中建立圆管体301、螺旋线切割体302模型，再将圆管体301与螺旋线切割体302相减，得到螺旋线提取体303，然后以螺旋线提取体303的轴心环形阵列分割体304，通过螺旋线提取体303与分割体304相减，形成螺旋线提取体303素线305。避免了常规二维三视图画法，逐一投影求点，最后连线形成螺旋线，步骤繁琐，对施工人员空间想象能力以及识图水平要求高的问题。

步骤2、如图11所示，将螺旋线提取体303底面圆周展为直线，在直线的各相应等分点处画出各素线305的实长，用曲线连接各素线305的上端点，得到螺旋线提取体303的展开图；螺旋线提取体303的素线305实长由起始端向结束段等距离递减，螺旋线呈现为直线。

步骤3、如图12所示，在圆管体301一侧架设电动位移画线装置100，笔触高度与圆管体301中心水平，在支架30上安装八个画线机构20，实现同步画线。将素线305的长度信息转化为电动位移画线装置100的位移信息，即圆管体301在转胎400上旋转一圈，电动位移画线装置100从螺旋线提取体303素线305起始端数值向结束端数值匀速位移，即可快速完成所有螺旋线的绘制。避免了放置在转胎上的大直径圆管体301相贯线放样时，需避让转胎，在圆管体301表面分段、接力放样，容易造成定位不准，影响安装精度施工的问题。

本发明电动位移画线装置及异形螺旋体相贯线的放样方法能满足大型工艺钢结构施工的要求，保证放样精度，降低作业劳动难度，降低施工成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，该方法采用电动位移画线装置进行放样工作，所述电动位移画线装置包括丝杆滑台和安装于所述丝杆滑台上的多个画线机构，所述丝杆滑台根据位移信息带动所述画线机构移动画线；所述丝杆滑台包括底座、丝杆、滑台、滑台座，所述丝杆的两端分别与所述底座连接，所述滑台安装于滑台座上，通过所述滑台座与丝杆螺纹连接；所述画线机构为自适应调节结构，包括底板、托架、固定杆、杆套、弹簧和笔头，所述底板一端竖直安装所述托架，托架上端水平安装所述固定杆，固定杆上套设所述杆套，所述笔头安装于所述杆套的前端，所述杆套与托架之间设置所述弹簧，弹簧套设于所述固定杆上；所述电动位移画线装置还包括固定安装于所述滑台上的支架，多个画线机构根据画线要求排列于所述支架上；

所述异形螺旋体相贯线的放样方法包括以下步骤：

步骤3、在圆管一侧架设所述电动位移画线装置，在所述电动位移画线装置的滑台上安装支架，在支架上安装多个画线机构，笔触高度与圆管中心水平，将素线的实长信息转化为所述电动位移画线装置的位移信息，即圆管在转胎上旋转一圈，电动位移画线装置从螺旋线提取体素线起始端数值向结束端数值匀速位移，即可快速完成所有螺旋线的绘制。

2.根据权利要求1所述的异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，所述画线机构还包括笔套和旋钮顶丝，所述笔套与所述杆套的前端固定连接，所述笔头位于所述笔套中，并通过所述旋钮顶丝固定。

3.根据权利要求1所述的异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，所述画线机构还包括销轴，所述销轴固定安装于所述固定杆上，所述杆套上开设有长条形的槽口，所述销轴的上端穿过所述槽口。

4.根据权利要求1所述的异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，所述丝杆滑台还包括轴承座、步进电机和联轴器，所述丝杆的两端通过所述轴承座与所述底座固定连接，所述步进电机通过所述联轴器与丝杆连接，并驱动丝杆旋转，带动滑台位移。

5.根据权利要求1所述的异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，所述丝杆滑台还包括限位轨，所述限位轨有两根，平行设置于所述丝杆的两侧，所述滑台的两侧设有用于所述限位轨穿过的穿孔，所述滑台以所述限位轨为路径位移。

6.根据权利要求1所述的异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，所述支架为长条形板体，板体上设有滑槽，所述画线机构的底板上设有定位销和燕尾螺栓，所述定位销在滑槽中运行，确定位置后，拧紧燕尾螺栓定位。

7.根据权利要求1所述的异形螺旋体相贯线的放样方法，其特征在于，步骤2形成的螺旋线提取体素线实长由起始端向结束段等距离递减，螺旋线呈现为直线。