切割圓鋼管相貫線加工工裝及加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切割圓鋼管的加工工裝及加工方法，特別是切割圓鋼管相貫線加工工裝及加工方法。它適用于利用平面數(shù)控切割設(shè)備對圓鋼管相貫線的切割加工。
【背景技術(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?yàn)橥庑蚊烙^，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]本發(fā)明的目的在于提供一種切割圓鋼管相貫線加工工裝及加工方法，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:
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)；
2)根據(jù)弦桿與腹桿方向向量，計(jì)算出弦桿與腹桿兩桿間夾角；
3)將腹桿內(nèi)圓周長按約Imm長度均分，均分?jǐn)?shù)為η，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Lm;
4)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；
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)；
6)按直線插補(bǔ)輸出加工G代碼文件。
[0008]切割圓鋼管相貫線加工方法包括如下工藝步驟:
1、根據(jù)鋼管兩端弦桿(主管)方向及交點(diǎn)坐標(biāo)，確定要加工腹桿(支管)長度及兩端相貫線形狀，由專用程序生成相貫線加工G代碼;所述相貫線加工G代碼是指要加工圓鋼管腹桿兩端相貫線的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)；
2、將上述生成的相貫線加工G代碼復(fù)制到通用的平面數(shù)控切割設(shè)備，形成G代碼數(shù)控加工程序；
3、按要加工腹桿鋼管兩端相貫線的最高點(diǎn)之間的距離確定要加工腹桿鋼管的長度，并沿該腹桿鋼管母線定出其兩端的起始點(diǎn)，并且兩端的起始點(diǎn)在腹桿鋼管圓周的同一母線上；
4、將要加工相貫線的腹桿鋼管放置在位于工作臺上的兩條與X向平行的滾動軌道上，使要加工相貫線的腹桿鋼管長度方向與Y向平行；
5、將所述的小車上的兩個割炬對準(zhǔn)要加工相貫線的腹桿鋼管母線兩端的起始點(diǎn)，即可以開始切割；
6、開始切割，在G代碼數(shù)控加工程序控制下，大車沿大車軌道作X向平動，大車通過推動架推動要加工相貫線的圓鋼管沿兩條與X向平行的滾動軌道純滾動，小車帶動割炬沿Y向移動，擬合相貫線不同點(diǎn)至圓鋼管腹桿兩端的距離，實(shí)現(xiàn)自動切割圓鋼管腹桿兩端相貫線的數(shù)控加工。
本發(fā)明采用上述技術(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，形成相貫線加工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】
[0009]圖1為切割圓鋼管相貫線加工工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中的A-A剖面圖。
[0010]圖3為弦桿與腹桿相貫示意圖。
[0011 ]圖4為要切割相貫線鋼管起始點(diǎn)位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0013]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。
[0014]生成相貫線加工G代碼的專用程序是:
1)輸入上弦桿16、下弦桿10及腹桿5的規(guī)格，上弦桿16、下弦