空间管架的ＣＡＭ系统技术方案

一种数控切割技术领域的空间管架的ＣＡＭ系统，包括空间管架描述文件处理模块、数据库模块、几何计算模块、人机交互模块、数控切割文件处理模块，其中：空间管架描述文件处理模块，负责数据的存储和还原；数据库模块存储所有钢管的几何数据，供其他模块调用；几何计算模块计算所有钢管的理想成型端面相贯线数据，并判断每根钢管的设计合理性；人机交互模块将几何计算模块传来的基本参数和计算结果以及系统异常情况显示给用户；数控切割文件处理模块将生成钢管的成型端面的数控切割代码输出到系统外部的存储媒介。本发明专利技术人为干预少，工期短，提高了设计的可靠性、稳定性和兼容性，套料结果精准且快速，提高了原材料的利用率和生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种数控切割
的处理系统，特别是一种空间管架的 C扁系统。
技术介绍
空间管架的CAM的处理方法的基本原理是对空间管架中所有钢管，依次根据 每根钢管以及与该钢管相连接的其他钢管的基本参数，计算出每根钢管成型端面 相贯线数据，使其能与其他钢管在连接节点处只需依靠焊接、而无需任何连接件 即可连接在一起;继而根据相贯线切割机床的硬件配置以及用户加工工艺和焊接 工艺的要求，对钢管成型端面相贯线数据进行调整并将其转化为相贯线切割机床 可识别并可执行切割动作的切割代码。这种通过数控切割并在此基础上将钢管焊 接在一起而成的空间管架在建筑行业中正逐步取代传统的依靠连接件连接钢管 的管架形式，并已在许多国内外飞机场、体育馆、会展中心等大型建筑物中得以 运用。目前，空间管架的C扁系统，比较通用的主要有以下两种 一、由多个C扁 系统协同组成的组合式系统，主要为通用计算机辅助CAM系统与用户自主研发的 CAM系统组合，用户首先在通用计算机辅助CAM系统中计算出每根钢管的成型端 面相贯线数据，再通过自主研发的CAM系统将该数据转换成能为所使用的相贯线 切割机床识别的钢管切割代码；二、单个CAM系统，该CAM系统一般由相贯线切 割机床厂家提供，需要用户依次以每根钢管为对象、依次输入其以及与其相交的 其余各管的参数以及该钢管的加工工艺和焊接工艺，然后输出其切割代码。以上 两种CAM系统都有以下弊病1、都无法完成从空间管架描述文件输入到钢管切 割代码输出一气呵成，都需要用户不断的进行参与，当空间管架极为复杂时，用 户容易因为疏忽或疲劳造成错误，且效率低下；2、输入接口过于单一，无法兼 容多种文件格式；3、输出文件格式面向特定型号和类型的相贯线切割机床，无 法兼容多种类型和型号的相贯线切割机床。4、没有对钢管的套料处理，在以上CAM系统中，如果用户需要进行套料处理，则必须手动或借助第三方软件，而第 三方软件为能处理该C層系统输出的面向特定型号和类型的相贯线切割机床的 钢管切割文件，往往又必须由用户自主开发或再次由相贯线切割机床厂家垄断， 对用户来说，极不方便。经对现有技术文献的检索发现，文献《钢管相贯切割及组焊技术》(《安徽 建筑》2008年第4期)提出了一种空间管架C層系统，该系统为组合系统，由 基于AutoCAD 二次开发的CAM系统与用户自主研发的CAM系统组合，输入的空间 管架描述文件形式必须为在AutoCAD软件中建立的三维模型，输出的钢管的数控 切割代码形式为描述机床的步进电机的脉冲电流的代码，则代码形式由相贯线切 割机床的硬件配置即由其型号和类型决定，没有对钢管的数控切割代码的套料处 理。因此，该系统具有如上所述的现有的通用的空间管架的CAM系统的所有弊病。 并且，该系统通过AutoCAD软件的实体编辑工具提取钢管成型端面相贯线，以该 相贯线数据生成钢管成型端面相贯线切割代码，该流程中并没有根据钢管焊接和 切割工艺以及数控相贯线切割机硬件配置调整钢管成型端面切割轨迹的环节，切 割出的是钢管理想成型端面，而当有钢管焊接和切割工艺以及数控相贯线切割机 硬件配置限制时，这种理想成型端面往往是无法加工得到的，因此该系统不符合 实际要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种空间管架的CAM系统。 使得用户只需将空间管架描述文件输入该系统，设定好加工工艺要求、特定型号 相贯线切割机动作指令代码格式，即可由该系统自动生成每根钢管的成型端面数 控切割文件，并进行套料处理后批量输出至系统外部存储媒介进行存储。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括空间管架描述文件处理模 块、数据库模块、几何计算模块、人机交互模块、数控切割文件处理模块，其中空间管架描述文件处理模块,将空间管架中所有钢管的基本参数存储到数据 库模块;将数据库模块中存储的所有钢管的基本参数取出并还原出空间管架描述 文件；数据库模块存储所有钢管的几何数据，并在系统空间管架描述文件处理模 块、数据库模块、几何计算模块、人机交互模块、数控切割文件处理模块需要调度钢管的几何数据时随时输出数据；几何计算模块根据从数据库模块获取的空间管架中所有钢管的基本参数以及从人机交互模块获取的钢管相贯线计算模式，计算出所有钢管的理想成型端面 相贯线数据，在计算过程中判断每根钢管的设计合理性；人机交互模块将设定的钢管相贯线计算模式传输给几何计算模块，并通过显 示界面将几何计算模块传来的基本参数和计算结果以及系统异常情况显示给用 户；数控切割文件处理模块接收数据库模块输出的设计合理的钢管的理想成型 端面相贯线数据，生成钢管的成型端面的数控切割代码，这些代码经过处理后输 出到系统外部的存储媒介;并将还原出的各钢管实际成型端面相贯线数据输入数 据库模块;将生成的各钢管的成型端面的数控切割代码输入人机交互模块供还原 出切割轨迹显示给用户。所述的空间管架描述文件处理模块，包括文件读取模块和文件生成模块。文 件读取模块是整个空间管架处理系统的输入口，负责系统的数据采集工作，即从系统外部的存储媒介读入空间管架描述文件，取得空间管架中所有钢管的基本参 数，然后将这些原始数据存储入数据库模块。文件生成模块执行的则是数据还原 工作，即从数据库模块取得空间管架中所有钢管的基本参数，将这些信息还原成 空间管架描述文件，导出至空间管架处理系统外部的存储媒介进行存储。所述的数据库模块，包括原始数据存储模块和计算结果存储模块。其中 原始数据存储模块从空间管架描述文件处理模块获取空间管架中所有钢管 的基本参数并保存,这些数据供系统的几何计算模块和空间管架描述文件处理模 块调度，包括将数据输送至几何计算模块供空间管架中所有钢管的理想成型端 面相贯线计算、将数据输送至空间管架描述文件处理模块供空间管架描述文件生 成。除非文件读取模块输入了新的空间管架描述文件使得该模块中的数据全部更 新，否则该模块中的数据可以且只可以由人机交互模块修改。计算结果存储模块按照数据生成的时间先后存储两类数据:首先在几何计算 模块完成计算后从几何模块获取空间管架中所有设计合理的钢管的理想成型端 面相贯线数据并保存，其次在数控切割文件处理模块利用以上数据生成钢管成型 端面的数控切割代码并根据切割代码还原出各钢管实际成型端面相贯线数据后，从数控切割文件处理模块获取钢管的实际成型端面相贯线数据并保存。计算结果 存储模块中的钢管的理想成型端面相贯线数据分两路输出，一路输出给人机交互 模块供用户观察;一路输出给数控切割文件处理模块供该模块生成钢管成型端面 的数控切割文件。而计算结果存储模块中的钢管的实际成型端面相贯线数据只输 出给人机交互模块供用户观察。所述的几何计算模块，包括数据校验模块和相贯线计算模块，其中数据校 验模块读取数据库模块输入的空间管架中所有钢管的基本参数，筛选出基本参数 合理的钢管，将这些钢管的基本参数输入相贯线计算模块，相贯线计算模块进行 理想成型端面相贯线数据的计算，然后对计算结果进行筛选，将设计合理的钢管， 其计算结果输出至数据库模块进行存储，将设计不合理的钢管，其计算结果以及 其引起的异常输出到人机交互模块报告给用户。所述理想成型端面相贯线数据的计算，是指，相贯线计算模块首先从数据校 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间管架的ＣＡＭ系统，其特征在于，包括空间管架描述文件处理模块、数据库模块、几何计算模块、人机交互模块、数控切割文件处理模块，其中：　空间管架描述文件处理模块，将空间管架中所有钢管的参数存储到数据库模块；将数据库模块中存储的所有钢管的参数取出并还原出空间管架描述文件；　数据库模块存储所有钢管的几何数据，并在系统空间管架描述文件处理模块、数据库模块、几何计算模块、人机交互模块、数控切割文件处理模块需要调度钢管的几何数据时随时输出数据；　几何计算模块根据从数据库模块获取的空间管架中所有钢管的参数以及从人机交互模块获取的钢管相贯线计算模式，计算出所有钢管的成型端面相贯线数据；　人机交互模块将设定的钢管相贯线计算模式传输给几何计算模块，并通过显示界面将几何计算模块传来的参数和计算结果以及系统异常情况显示给用户；　数控切割文件处理模块接收数据库模块输出的钢管的成型端面相贯线数据，生成钢管的成型端面的数控切割代码，这些代码经过处理后输出到系统外部的存储媒介；并将还原出的各钢管实际成型端面相贯线数据输入数据库模块；将生成的各钢管的成型端面的数控切割代码输入人机交互模块供还原出切割轨迹显示给用户。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷跃红，陈柳芸，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]