[发明专利]复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法

权利要求书

1.一种复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：至少包括数控机床、定位卡具、应用程序：

1）根据复杂曲线钢结构杆件结构的曲线线形编写程序；所编定程序是通过测量被组装件的曲线特征点所得数据，优化后求得被组装件图纸坐标系至机床坐标系之间的转换参数，实现组装件图纸坐标系和机床坐标系的转换，确定组装件机床坐标系的定位，并生成机床代码；

2）将被组装件安装至机床，测量被组装件特征点的机床坐标，读取机床坐标值并记录；

3）在计算机中运行程序，用被组装件的图纸理论模型与测得的特征点进行比较，通过程序优化，使各特征点和理论模型之间的误差最小，生成误差分析数据，同时确定出理论模型在机床坐标系中的位置；

4）通过误差分析数据判断被组装件实际偏差是否满足图纸要求；如果满足要求，则进行下步工作；如果不满足要求，则对被组装件进行返修后，重复2～4步；

5）通过被组装件图纸理论模型在机床坐标系中的位置，确定被组装件从图纸坐标系至机床坐标系的转换参数，进而实现组装件图纸坐标系到机床坐标系的转换，确定组装件在机床坐标系中的定位角度、坐标，生成机床代码；

6）将生成的机床代码copy至数控机床，运行机床代码，进行组装件定位；

7）在数控机床上利用定位卡具进行组装件组装。

2.根据权利要求1所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述应用程序是指：录入被组装件参数信息；进行参数处理；被组装件模型判定；根据被组装件与组装件的图纸模型几何关系，写出组装件坐标、角度计算式；载入被组装件测量信息；进行被组装件模型优化；实现被组装件坐标转换；计算特征点误差数据，对输出误差分析数据结果进行判定；通过被组装件图纸理论模型的机床坐标系，确定被组装件从图纸坐标系至机床坐标系的转换参数，进而实现组装件图纸坐标系到机床坐标系的转换，确定组装件在机床坐标系中的定位角度、坐标，生成机床代码。

3.根据权利要求2所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述录入参数信息是指根据被组装件的图纸模型，录入参数信息，即包括被组装件的件号、类型、直曲线长度、半径、被组装件与组装件之间的关系。

4.根据权利要求2所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述录入参数处理包括焊接收缩量、二次配切量等，主要对直曲线长度进行处理；所述模型判定是指：判断被组装件的实际几何形状、尺寸是否与图纸理论模型一致。

5.根据权利要求2所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：根据被组装件与组装件的图纸模型几何关系，写出图纸坐标系下组装件定位点的坐标计算式；载入被组装件测量信息，所述被组装件测量信息是指特征点坐标值、模型方向。

6.根据权利要求2所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述被组装件模型优化是指用被组装件的图纸理论模型与测得的特征点进行比较，使各特征点和理论模型之间的误差最小；

步骤一：通过测量的被组装件特征点数据，将机床坐标原点转换至图纸坐标原点，并将机床坐标的Y方向旋转至与图纸坐标的Y方向一致；引入参数：X方向平移参数a，Y方向平移参数b，角度旋转参数c；

步骤二：是指利用最小二乘法对机床坐标系与图纸坐标系进行精确转换，在第一次转换的基础上，将机床坐标系的原点沿图纸坐标系的Y轴方向进行平移（设定步长）和旋转，求得被组装件特征点到其图纸模型中心线的距离平方和；利用数学应用软件的求最小值函数得出对应参数：Y向平移参数m1，绕原点的旋转角度m2。

7.根据权利要求2所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述特征点误差是指被组装件特征点到其图纸理论轮廓线的距离误差；所述组装件图纸坐标系到机床坐标系的转换，确定了组装件的机床角度、坐标是指利用权6中的被组装件转换参数a，b，c，m1，m2实现组装件图纸坐标系到机床坐标系的转换，进而确定了组装件的机床角度、坐标。

8.根据权利要求2所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述输出误差分析结果，限定误差范围作为判定条件，判断被组装件特征点误差是否满足要求。

9.根据权利要求1所述的复杂曲线钢结构杆件数控高效组装方法，其特征是：所述定位卡具至少包括角度尺、坐标取值锥、定位挡块及挡板，定位块固定挡板上。