切割圓鋼管相貫線加工工裝的制作方法
【專利摘要】一種切割圓鋼管相貫線加工工裝，主要是由通用平面數(shù)控切割設(shè)備的大車軌道及與其活動連接的大車、與大車軌道式連接且?guī)в懈罹娴男≤?、大車上設(shè)置的推動機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置在通用平面數(shù)控切割設(shè)備工作臺上的工件滾動軌道構(gòu)成。將由專用程序生成的相貫線加工G代碼，復(fù)制到通用平面數(shù)控切割設(shè)備，形成相貫線加工G代碼數(shù)控加工控制程序，通用平面數(shù)控切割設(shè)備在該專用程序的控制下，即可完成圓鋼管相貫線的切割加工。由于利用工廠現(xiàn)已有的平面數(shù)控切割設(shè)備，可有效地減少設(shè)備投資，降低成本，且操作簡單。同時，加工好的相貫線表面光滑平整，精度高，可以直接使用，無需進(jìn)行人工修整打磨，能有效地提高鋼管相貫線的加工質(zhì)量及效率。可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】
切割圓鋼管相貫線加工工裝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種切割圓鋼管的加工工裝，特別是切割圓鋼管相貫線加工工裝。它適用于通用平面數(shù)控切割設(shè)備對圓鋼管相貫線的切割加工?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)是直接交匯節(jié)點(diǎn)，連接簡單并節(jié)省材料，但是對圓鋼管桿端加工比較復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)處受力狀態(tài)復(fù)雜。通常，圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)有兩種相貫結(jié)合方式。其一，弦桿 (主管)完整，腹桿(支管)端部加工成相貫面后，吻合焊接在弦桿的管壁上;其二，弦桿 (主管)和腹桿(支管)均加工出相貫面后焊接到一起。相貫節(jié)點(diǎn)因為外形美觀，在大跨度結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。目前，對圓鋼管桿端相貫線加工的方法主要有兩種，一種是手工放樣、 劃線，手工切割，然后手工修整;一種是專用的鋼管相貫線數(shù)控切割設(shè)備進(jìn)行數(shù)控切割。采用手工切割圓鋼管桿端相貫線，既工作效率低，又加工精度差。采用專用的鋼管相貫線數(shù)控切割設(shè)備切割圓鋼管桿端相貫線，功能單一，只能切割鋼管，且價格較貴。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種切割圓鋼管相貫線加工工裝，它能夠克服已有技術(shù)的不足，利用目前鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家已經(jīng)普及的通用平面數(shù)控切割設(shè)備，對圓鋼管桿端相貫線進(jìn)行加工，可有效地減少設(shè)備投資，降低成本，并能有效地提高鋼管相貫線的加工質(zhì)量及效率。
[0004]通常，通用的平面數(shù)控切割設(shè)備，其大車沿大車軌道做X向平動，小車做Y向平動， 而X、Y向運(yùn)動均可在程序控制下協(xié)調(diào)工作，切割出任意平面曲線。圓鋼管如果作純滾動，那么滾動一周，圓鋼管中心線將平動一個周長長度，相貫線將展開成一個平面曲線，因此用平面數(shù)控切割設(shè)備加工圓鋼管相貫線從原理上是可行的。用大車的X向運(yùn)動推動鋼管滾動，小車帶動割炬沿Y向移動，擬合相貫線不同點(diǎn)至鋼管端的距離，就可以將相貫線切割出來。
[0005]其解決方案是:由通用平面數(shù)控切割設(shè)備的大車軌道及與其活動連接的大車，與大車軌道式連接且?guī)в懈罹娴男≤?，大車上設(shè)置的推動機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在通用的平面數(shù)控切割設(shè)備工作臺上的工件滾動軌道，構(gòu)成切割圓鋼管相貫線加工工裝。該切割圓鋼管相貫線加工工裝，在由專用程序生成的相貫線加工G代碼復(fù)制到通用平面數(shù)控切割設(shè)備形成的G 代碼數(shù)控加工程序控制下，完成圓鋼管相貫線的切割加工。
[0006]所述的推動機(jī)構(gòu)由推動架及其上連接的滾動輪構(gòu)成。
[0007]所述生成相貫線加工G代碼專用程序是:
[0008]1)輸入弦桿、腹桿規(guī)格，以及弦桿方向向量和弦桿與腹桿交點(diǎn)坐標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0009]2)根據(jù)弦桿與腹桿方向向量，計算出弦桿與腹桿兩桿間夾角；
[0010]3)將腹桿內(nèi)圓周長按約1mm長度均分，均分?jǐn)?shù)為n，求出相貫線上均分各點(diǎn)到過弦桿、腹桿交點(diǎn)且與腹桿軸線垂直平面的距離Li(Ll、L2、L3……Li……Ln)，并取最小距離值 Lm4)求出腹桿中心長度，減去上述兩端最小距離值Lm，得到腹桿下料長度，并輸出腹桿下料長度數(shù)值；
[0011]5)腹桿外圓周長按與內(nèi)圓周長相同均分?jǐn)?shù)均分為η段，得到G代碼X坐標(biāo)，腹桿各均分點(diǎn)距離Li減去其相應(yīng)的最小距離值Lm，得到G代碼Y坐標(biāo)；
[0012]6)按直線插補(bǔ)輸出加工G代碼文件。
[0013]本實用新型采用上述技術(shù)方案，以通用平面數(shù)控切割設(shè)備的大車軌道及與其活動連接的大車，與大車軌道式連接且?guī)в懈罹娴男≤?，大車上設(shè)置的推動機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在通用平面數(shù)控切割設(shè)備工作臺上的工件滾動軌道為切割圓鋼管相貫線加工工裝，將由專用程序生成的相貫線加工G代碼，復(fù)制到通用平面數(shù)控切割設(shè)備形成G代碼數(shù)控加工程序，通用平面數(shù)控切割設(shè)備在G代碼數(shù)控加工程序的控制下，即可完成圓鋼管相貫線的切割加工。由于利用工廠現(xiàn)已有的平面數(shù)控切割設(shè)備，可有效地減少設(shè)備投資，降低成本，且操作簡單。同時，加工好的相貫線表面光滑平整，精度高，可以直接使用，無需進(jìn)行人工修整打磨，能有效地提高鋼管相貫線的加工質(zhì)量及效率?？僧a(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0014]圖1為切割圓鋼管相貫線加工工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1中的A-A剖面圖。
[0016]圖3為弦桿與腹桿相貫不意圖。
[0017]圖4為要切割相貫線鋼管起始點(diǎn)位置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實用新型的【具體實施方式】。
[0019]圖1至圖4中，通用平面數(shù)控切割設(shè)備的大車軌道I及與其活動連接的大車2，與大車2軌道式連接且?guī)в懈罹?的小車3，大車2上設(shè)置的推動機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在通用平面數(shù)控切割設(shè)備工作臺8上的工件滾動軌道6，構(gòu)成切割圓鋼管相貫線加工工裝。所說的推動機(jī)構(gòu)由與大車2連接的推動架7，連接在推動架7上的滾動輪9構(gòu)成。將由專用程序生成的相貫線加工G代碼復(fù)制到通用平面數(shù)控切割設(shè)備，形成通用平面數(shù)控切割設(shè)備G代碼數(shù)控加工程序，通用平面數(shù)控切割設(shè)備在G代碼數(shù)控加工程序的控制下，即可完成圓鋼管相貫線的切割加工。
[0020]生成相貫線加工G代碼的專用程序是:
[0021]I)輸入上弦桿16、下弦桿10及腹桿5的規(guī)格，上弦桿16、下弦桿10的方向向量及上弦桿16、下弦桿10與腹桿5交點(diǎn)坐標(biāo)等相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0022]2)根據(jù)上弦桿16、下弦桿10與腹桿5方向向量計算出上弦桿16、下弦桿10與腹桿5的桿間夾角；
[0023]3)將腹桿5內(nèi)圓周長按約Imm長度均分，均分?jǐn)?shù)為n，求出相貫線上均分各點(diǎn)到過上弦桿16、下弦桿10與腹桿5交點(diǎn)且與腹桿5軸線垂直平面的距離，Li(Ll、L2、L3……Li……Ln)，并取最小距離值Lm;
[0024]4)求出腹桿5中心長度，減去上述兩端最小距離值Lm，得到腹桿5下料長度，并輸出腹桿5下料長度數(shù)值；
[0025]5)腹桿5外圓周長按與內(nèi)圓周長相同均分?jǐn)?shù)均分為η段，得到G代碼X坐標(biāo)，腹桿各均分點(diǎn)距離Li減去其相應(yīng)的最小距離值Lm，得到G代碼Y坐標(biāo)；[〇〇26]6)按直線插補(bǔ)輸出加工G代碼文件。
[0027]所述的上弦桿16、下弦桿10及腹桿5均為圓鋼管
[0028]通用平面數(shù)控切割設(shè)備在G代碼數(shù)控加工程序的控制下，切割圓鋼管相貫線的方法工藝步驟如下:
[0029]1、根據(jù)圓鋼管腹桿5兩端與上弦桿16和下弦桿10的相交方向及交點(diǎn)14和15的坐標(biāo)，確定要加工圓鋼管腹桿5的長度及其兩端相貫線12和13的形狀，由專用程序生成相貫線加工G代碼;所述相貫線加工G代碼是指圓鋼管腹桿5兩端要加工相貫線的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)；
[0030]2、將上述生成的相貫線加工G代碼復(fù)制到通用平面數(shù)控切割設(shè)備，形成相貫線加工G代碼數(shù)控加工控制程序；
[0031]3、按要加工圓鋼管腹桿5兩端相貫線的最高點(diǎn)之間的距離確定要加工圓鋼管腹桿 5的下料長度，并沿該圓鋼管腹桿5的母線定出其兩端的起始點(diǎn)17,該兩端的起始點(diǎn)17在圓鋼管腹桿5圓周的同一母線上；
[0032]4、將要加工相貫線的圓鋼管腹桿5放置在位于工作臺8上的兩條與X向平行的滾動軌道6上，使要加工相貫線的圓鋼管腹桿5的長度方向與Y向平行；
[0033]5、將小車3上的兩個割炬4對準(zhǔn)相應(yīng)要加工相貫線的圓鋼管腹桿5母線兩端的起始點(diǎn)17,即可開始切割；
[0034]6、開始切割，在G代碼數(shù)控加工程序控制下，大車2沿大車軌道1作X向平動，并通過推動架推動圓鋼管腹桿5沿兩條與X向平行的滾動軌道6純滾動，隨大車2 X向平動又沿大車 2作Y向移動的小車3帶動割炬4沿Y向移動，擬合相貫線不同點(diǎn)至圓鋼管腹桿5兩端的距離， 實現(xiàn)自動切割圓鋼管腹桿5兩端相貫線的數(shù)控加工。
【主權(quán)項】
1.一種切割圓鋼管相貫線加工工裝，其特征在于，由通用平面數(shù)控切割設(shè)備的大車軌道(I)及與其活動連接的大車(2)，與大車(2)軌道式連接且?guī)в懈罹?4)的小車(3)，設(shè)置在大車(2)上的推動機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在通用平面數(shù)控切割設(shè)備工作臺(8)上的工件滾動軌道(6)，構(gòu)成切割圓鋼管相貫線加工工裝。2.如權(quán)利要求1所述的切割圓鋼管相貫線加工工裝，其特征在于，所述的推動機(jī)構(gòu)由推動架(7)及其上連接的滾動輪(9)構(gòu)成。
【文檔編號】B23K7/00GK205571663SQ201620049047
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】劉智健, 孟亮, 賀繼南, 郭小龍, 殷音, 劉旭東, 郭建明, 趙煥來
【申請人】河南天元網(wǎng)架股份有限公司