相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明属于相交圆管技术领域，具体涉及一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法、系统、设备及介质。

背景技术：

2.目前相交管件相贯线焊接坡口的加工大多采用人工打磨或相贯线切割机的方法。人工打磨方法只适用于一些小尺寸的零件加工，且生产效率低，质量差；相贯线切割机对于坡口曲面的加工则要求设备至少满足5轴联动才能实现。由于其受到设备加工能力的限制，不适用于直径超过2米的大型管件相贯线坡口的加工。
3.在大型深海的海工产品中，为了减少结构受水流体的阻力，圆管相贯焊接导向结构的运用越来越普遍。圆管相贯形导管架结构由于受到风、浪、流的周期载荷及焊接过程残余应力的作用，极易产生低周疲劳和腐蚀开裂，因此对管件焊接坡口及其夹角有特殊要求。为保证焊接强度、焊接力的均匀，要求相贯线上任意点的焊接夹角都相同，因此其焊接坡口的空间曲面形状十分复杂。

技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法，包括：
5.根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；
6.基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；
7.基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；
8.其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；
9.所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。
10.优选的，所述根据采集的圆管相贯数据，利用解析几何法构建圆管相贯模型，包括：
11.基于采集的主管数据和支管数据，确定相贯线直角坐标系，根据所述相贯线直角坐标系和圆管相贯数据，建立相贯线模型；
12.将所述相贯线模型中的相贯线沿支管的任意母线展开，构建相贯线的展开线模型；
13.根据预设的相交圆管相贯几何模型，求解二面角，根据所述二面角计算出相贯线对应支管需加工的坡口角度，并构建坡口线模型和坡口线的展开线模型；
14.其中，所述相贯线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线和外径相贯线曲线；
15.所述相贯线的展开线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线的展开线曲
线和外径相贯线曲线的展开线曲线。
16.优选的，所述坡口角度的计算式如下：
[0017][0018]
其中，h为坡口角度，α为相贯线上任意点通过支管上母线的圆弧角度，r为支管半径，r为主管半径，为主管和支管的夹角，θ为相贯线上任意一点主管和支管的焊接坡口夹角。
[0019]
优选的，所述内径相贯线曲线的计算式如下：
[0020][0021]
其中，c1为内径相贯线曲线的x轴坐标，y1为内径相贯线曲线的y轴坐标，z1为内径相贯线曲线的z轴坐标，l为主管任意点的角度对应的边长。
[0022]
优选的，所述基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并对所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型，包括：
[0023]
基于所述相交圆管相贯模型进行曲线筛选，得到曲线表达式；
[0024]
根据预设的曲线坐标变量，将所述曲线表达式转化为三维的曲线表达式；
[0025]
将三维的内径相贯线曲线和坡口线曲线作为构造线，构造直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行预设的剪裁处理，得到坡口曲面模型；
[0026]
其中，所述曲线表达式至少包括下述的一种或多种：内径相贯线曲线、坡口线曲线、内径相贯线的展开线曲线和坡口线的展开线曲线。
[0027]
优选的，所述坡口线曲线的计算式如下：
[0028][0029]
其中，x3为坡口线曲线的x轴坐标，y3为坡口线曲线的y轴坐标，z3为坡口线曲线的z轴坐标，h为壁厚，θ
12
为坡口内偏角。
[0030]
优选的，所述基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到仿真加工方案，包括：
[0031]
基于所述坡口曲面模型创建坡口几何体；
[0032]
根据预设工序对所述坡口几何体进行仿真加工，得到坡口仿真加工数据；
[0033]
对所述坡口仿真加工数据进行后处理，确定坡口仿真加工方案。
[0034]
本发明还提出一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工系统，包括：
[0035]
相交圆管相贯模块：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；
[0036]
坡口曲面模块：基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；
[0037]
仿真加工模块：基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；
[0038]
其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；
[0039]
所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。
[0040]
优选的，所述相交圆管相贯模块具体用于：
[0041]
基于采集的主管数据和支管数据，确定相贯线直角坐标系，根据所述相贯线直角坐标系和圆管相贯数据，建立相贯线模型；
[0042]
将所述相贯线模型中的相贯线沿支管的任意母线展开，构建相贯线的展开线模型；
[0043]
根据预设的相交圆管相贯几何模型，求解二面角，根据所述二面角计算出相贯线对应支管需加工的坡口角度，并构建坡口线模型和坡口线的展开线模型；
[0044]
其中，所述相贯线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线和外径相贯线曲线；
[0045]
所述相贯线的展开线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线的展开线曲线和外径相贯线曲线的展开线曲线。
[0046]
优选的，所述相交圆管相贯模块中坡口角度的计算式如下：
[0047][0048]
其中，h为坡口角度，α为相贯线上任意点通过支管上母线的圆弧角度，r为支管半径，r为主管半径，为主管和支管的夹角，θ为相贯线上任意一点主管和支管的焊接坡口夹角。
[0049]
优选的，所述相交圆管相贯模块中内径相贯线曲线的计算式如下：
[0050][0051]
其中，x1为内径相贯线曲线的x轴坐标，y1为内径相贯线曲线的y轴坐标，z1为内径相贯线曲线的z轴坐标，l为主管任意点的角度对应的边长。
[0052]
优选的，所述坡口曲面模块具体用于：
[0053]
基于所述相交圆管相贯模型进行曲线筛选，得到曲线表达式；
[0054]
根据预设的曲线坐标变量，将所述曲线表达式转化为三维的曲线表达式；
[0055]
将三维的内径相贯线曲线和坡口线曲线作为构造线，构造直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行预设的剪裁处理，得到坡口曲面模型；
[0056]
其中，所述曲线表达式至少包括下述的一种或多种：内径相贯线曲线、坡口线曲
线、内径相贯线的展开线曲线和坡口线的展开线曲线。
[0057]
优选的，所述坡口曲面模块中坡口线曲线的计算式如下：
[0058][0059]
其中，x3为坡口线曲线的x轴坐标，y3为坡口线曲线的y轴坐标，z3为坡口线曲线的z轴坐标，h为壁厚，θ
12
为坡口内偏角。
[0060]
优选的，所述仿真加工模块具体用于：
[0061]
基于所述坡口曲面模型创建坡口几何体；
[0062]
根据预设工序对所述坡口几何体进行仿真加工，得到坡口仿真加工数据；
[0063]
对所述坡口仿真加工数据进行后处理，确定坡口仿真加工方案。
[0064]
本发明还提出一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
[0065]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法。
[0066]
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法。
[0067]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：本发明还提出一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法、系统、设备及介质，包括：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。本发明通过计算得到的相贯线、坡口线及其展开线的数学模型，将模型与加工仿真相结合，实现了相贯线坡口曲面加工由模型到仿真加工的转变，并通过对坡口曲面进行精细化建模和仿真模拟加工，扩大了大型圆管相贯线加工范围，提高了大型圆管相贯线加工的效率，同时降低了加工成本。
附图说明
[0068]
图1为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法流程示意图；
[0069]
图2为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的异径圆管相贯几何模型图；
[0070]
图3为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的圆管相贯几何模型图；
[0071]
图4为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的二面角函数曲线图；
[0072]
图5为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的焊接坡口角几何模型图；
[0073]
图6为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的曲线表达式文件图；
[0074]
图7为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的相贯线及其展开线曲线图；
[0075]
图8为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法中具体示例的坡口曲面模型图；
[0076]
图9为本发明提供的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工系统的功能图。
具体实施方式
[0077]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0078]
实施例1：
[0079]
本发明提出了一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法，如图1所示，包括：
[0080]
步骤1：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；
[0081]
步骤2：基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；
[0082]
步骤3：基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；
[0083]
其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；
[0084]
所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。
[0085]
具体的，圆管相贯导管架结构中，其相贯类型主要可分为四类：等径圆管直角相贯、等径圆管斜角相贯、异径圆管直角相贯、异径圆管斜角相贯。由于其相贯形式的不同，相贯体的焊接坡口曲面又分别呈现出不同的特性。本方法基于数字化模型设计，通过改变表达式中圆管直径和相贯角度的变量值，即可实时、精确地得到不同相贯类型的圆管相贯焊接坡口曲面的三维实体模型。
[0086]
具体的，所述步骤1包括：先求得相贯线的数学模型，再推导出相贯线的展开线模型，得到相贯线坡口曲面的数学模型；
[0087]
以异径圆管相贯为例，在相交两圆柱面中建立如图2所示的直角笛卡尔坐标系，其中两圆柱(半径r的大直径管为主管、半径r的小直径管为支管)轴线交点o为坐标原点，支管轴线为z轴，两管轴线夹角为相贯线上任意点p，通过p点支、主管上的母线，其圆弧角度分别为α、β。
[0088]
其中：α为支管任一点角度、β为主管任一点角度、为支、主管夹角、r为支管半径、r为主管半径。
[0089]
由图2中几何关系可知，相贯线上任意点p的x、y、z坐标为：
[0090][0091]
其中：
[0092][0093]
由于α、β对应的边长l与l相等，因此α与β关系可表示为：
[0094]
rsinβ＝r sinα
[0095]
通过以上几何关系可推导出相交两管的相贯线公式如下：
[0096][0097]
当主、支管中心线相交且垂直，即时：
[0098][0099]
将相贯线沿支管的任意母线展开，此时相贯线的展开线曲线上任一点的x坐标即为支管的弧长，根据推导出相交两管的相贯线公式可得出，相贯线展开成平面曲线的公式为：
[0100][0101]
具体的，建立如图3所示的相交圆管相贯几何模型，其中：ν为相贯线上任一点的两面角，即过相贯线上任一点的支管切面与主管切面的夹角。
[0102]
由图3中几何关系可知：
[0103][0104]
由此可以得出，相贯线上任一点的二面角可表示为：
[0105][0106]
当即两管对心正交时，在支管剖面中的二面角计算公式:
[0107][0108]
由支管剖面中的二面角计算公式可得出二面角v随变量α变化的函数曲线，如图4所示：
[0109]
从图4中函数曲线可以看出，v＝f(α)在区间(0，2π)内是偶函数，且曲线关于α＝π对称。当α＝0时，v值为相贯圆管两轴线交角的角度当α＝π时，当α＝π/2时，v值最大。
[0110]
设相贯线上任一点主、支管的焊接坡口夹角为θ，则对应的支管需加工的坡口角度h为：
[0111]
h＝v-θ
[0112]
具体的，由于焊接坡口有一定的宽度范围h,因此在坡口曲面宽度范围内的弧线上，各点的曲率值各不相同，相贯线上各点的二面角及焊接坡口角的值也都不相同。如图5所示，将p1、p2、p3三点的连线夹角θ作为焊接坡口角度；
[0113]
其中，h为壁厚、θ为焊接夹角、k为外径展开形变比系数；θ
12
为坡口内偏角，p1为半径r支管相贯线(内径线)坐标点，p2为半径r+h支管相贯线(外径线)坐标点，p3为半径r+h支管上焊接坡口线坐标点。
[0114]
由图5中p1、p2、p3三点的几何关系可得到p3点的坐标：
[0115][0116]
其中：
[0117][0118]
综上所述，即可得到三维建模所需的相贯线、焊接坡口线及其展开线的数学模型：
[0119]
支管内径相贯线曲线l1:
[0120][0121]
支管外径相贯线曲线l2:
[0122][0123]
支管坡口线曲线l3:
[0124][0125]
支管内径相贯线的展开线曲线l4:
[0126][0127]
支管外径相贯线的展开线曲线l5:
[0128]
[0129]
支管坡口线的展开线曲线l6:
[0130][0131]
具体的，所述步骤2包括：通过数学函数构造出空间的内径相贯线曲线和坡口曲线，并以此构建空间直纹曲面，对实体进行曲面剪裁，最终可得到加工要求的坡口曲面模型。
[0132]
具体的，以主管与支管垂直相贯为例，如图6所示，编写公式曲线的输出文件，并将进行导入，其中，主管半径r＝1500mm，支管半径r1＝1000mm，壁厚h＝40mm；
[0133]
具体的，如图7所示，分别设置各函数曲线中x、y、z各轴的变量，生成相贯线及其展开线的三维曲线。
[0134]
具体的，如图8所示，圆管的内径相贯线曲线及坡口曲线作为“网格曲面”—“直纹面”的构造线，构造直纹曲面，并通过该直纹曲面对实体进行剪裁，最终得到加工要求的坡口曲面。
[0135]
具体的，所述步骤3包括：基于普通数控机床设备加工能力，采用型腔铣分层切削的加工方法，使刀具沿坡口曲面逐层切削的方式来创建刀具路径。在预设的ug cam环境下，相贯线坡口曲面加工至少包括下述的一种或多种：创建几何体和创建工序
[0136]
具体的，所述创建几何体，包括：将坡口曲面模型建模时的空间三维坐标系作为机床坐标系，旋转动态坐标系mcs，令其与机床坐标系的正方向一致，以免反切—“切肉”，将图8坡口曲面模型指定部件几何体,对该模型进行曲面整体放样。
[0137]
具体的，所述创建工序，包括：采用固定轴曲面轮廓铣分层切削加工，以坡口曲面为驱动，选择d20球头铣刀沿坡口曲面进行分层往复铣削加工。设置、优化相关切削参数并生成刀具加工轨迹，观察刀具切削状态并对刀轨进行修正及优化，防止发生干涉、跳刀等现象。
[0138]
具体的，高效的后处理模块最终可以实现相贯线坡口曲面加工从数学模型、实体模型、仿真加工到nc程序的转化，采用三轴铣机床，分别对机床参数、程序和刀轨参数、n/c数据定义等参数进行设置，完成并输出后处理文件，得到nc程序文件，最终确定加工仿真方案。
[0139]
实施例2：
[0140]
本发明还提出一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工系统，如图9所示，包括：
[0141]
相交圆管相贯模块：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；
[0142]
坡口曲面模块：基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；
[0143]
仿真加工模块：基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；
[0144]
其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；
[0145]
所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。
[0146]
具体的，相交圆管相贯模块具体用于：
[0147]
基于采集的主管数据和支管数据，确定相贯线直角坐标系，根据所述相贯线直角坐标系和圆管相贯数据，建立相贯线模型；
[0148]
将所述相贯线模型中的相贯线沿支管的任意母线展开，构建相贯线的展开线模型；
[0149]
根据预设的相交圆管相贯几何模型，求解二面角，根据所述二面角计算出相贯线对应支管需加工的坡口角度，并构建坡口线模型和坡口线的展开线模型；
[0150]
其中，所述相贯线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线和外径相贯线曲线；
[0151]
所述相贯线的展开线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线的展开线曲线和外径相贯线曲线的展开线曲线。
[0152]
具体的，相交圆管相贯模块中坡口角度的计算式如下：
[0153][0154]
其中，h为坡口角度，α为相贯线上任意点通过支管上母线的圆弧角度，r为支管半径，r为主管半径，为主管和支管的夹角，θ为相贯线上任意一点主管和支管的焊接坡口夹角。
[0155]
具体的，相交圆管相贯模块中内径相贯线曲线的计算式如下：
[0156][0157]
其中，x1为内径相贯线曲线的x轴坐标，y1为内径相贯线曲线的y轴坐标，z1为内径相贯线曲线的z轴坐标，l为主管任意点的角度对应的边长。
[0158]
具体的，坡口曲面模块具体用于：
[0159]
基于所述相交圆管相贯模型进行曲线筛选，得到曲线表达式；
[0160]
根据预设的曲线坐标变量，将所述曲线表达式转化为三维的曲线表达式；
[0161]
将三维的内径相贯线曲线和坡口线曲线作为构造线，构造直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行预设的剪裁处理，得到坡口曲面模型；
[0162]
其中，所述曲线表达式至少包括下述的一种或多种：内径相贯线曲线、坡口线曲线、内径相贯线的展开线曲线和坡口线的展开线曲线。
[0163]
具体的，坡口曲面模块中坡口线曲线的计算式如下：
[0164][0165]
其中，x3为坡口线曲线的x轴坐标，y3为坡口线曲线的y轴坐标，z3为坡口线曲线的z
轴坐标，h为壁厚，θ
12
为坡口内偏角。
[0166]
具体的，仿真加工模块具体用于：
[0167]
基于所述坡口曲面模型创建坡口几何体；
[0168]
根据预设工序对所述坡口几何体进行仿真加工，得到坡口仿真加工数据；
[0169]
对所述坡口仿真加工数据进行后处理，确定坡口仿真加工方案。
[0170]
实施例3：
[0171]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法的步骤。
[0172]
实施例4：
[0173]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法的步骤。
[0174]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0175]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0176]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特
定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0177]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0178]
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

技术特征：

1.一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法，其特征在于，包括：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采集的圆管相贯数据，利用解析几何法构建圆管相贯模型，包括：基于采集的主管数据和支管数据，确定相贯线直角坐标系，根据所述相贯线直角坐标系和圆管相贯数据，建立相贯线模型；将所述相贯线模型中的相贯线沿支管的任意母线展开，构建相贯线的展开线模型；根据预设的相交圆管相贯几何模型，求解二面角，根据所述二面角计算出相贯线对应支管需加工的坡口角度，并构建坡口线模型和坡口线的展开线模型；其中，所述相贯线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线和外径相贯线曲线；所述相贯线的展开线模型至少包括下述一种或多种：内径相贯线曲线的展开线曲线和外径相贯线曲线的展开线曲线。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述坡口角度的计算式如下：其中，h为坡口角度，α为相贯线上任意点通过支管上母线的圆弧角度，r为支管半径，r为主管半径，为主管和支管的夹角，θ为相贯线上任意一点主管和支管的焊接坡口夹角。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述内径相贯线曲线的计算式如下：其中，x1为内径相贯线曲线的x轴坐标，y1为内径相贯线曲线的y轴坐标，z1为内径相贯线曲线的z轴坐标，l为主管任意点的角度对应的边长。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并对所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型，包括：基于所述相交圆管相贯模型进行曲线筛选，得到曲线表达式；根据预设的曲线坐标变量，将所述曲线表达式转化为三维的曲线表达式；将三维的内径相贯线曲线和坡口线曲线作为构造线，构造直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行预设的剪裁处理，得到坡口曲面模型；其中，所述曲线表达式至少包括下述的一种或多种：内径相贯线曲线、坡口线曲线、内
径相贯线的展开线曲线和坡口线的展开线曲线。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述坡口线曲线的计算式如下：其中，x3为坡口线曲线的x轴坐标，y3为坡口线曲线的y轴坐标，z3为坡口线曲线的z轴坐标，h为壁厚，θ
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为坡口内偏角。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到仿真加工方案，包括：基于所述坡口曲面模型创建坡口几何体；根据预设工序对所述坡口几何体进行仿真加工，得到坡口仿真加工数据；对所述坡口仿真加工数据进行后处理，确定坡口仿真加工方案。8.一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工系统，其特征在于，包括：相交圆管相贯模块：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；坡口曲面模块：基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；仿真加工模块：基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。9.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法。

技术总结

本发明提供了一种相交圆管相贯线焊接坡口的加工方法、系统、设备及介质，包括：根据采集的相交圆管相贯数据，利用解析几何法构建相交圆管相贯模型；基于所述相交圆管相贯模型构建直纹曲面，并根据所述直纹曲面进行曲面剪裁处理，得到坡口曲面模型；基于所述坡口曲面模型进行坡口曲面仿真加工，得到坡口仿真加工方案；其中，所述相交圆管相贯模型至少包括下述的一种或多种：相贯线模型、坡口线模型、相贯线的展开线模型和坡口线的展开线模型；所述相交圆管相贯数据至少包括下述的一种或多种：主管数据和支管数据。本发明通过将建模与加工仿真相结合，实现了坡口曲面加工由模型到实体仿真加工，扩大了大型圆管相贯线加工范围，提高了加工效率。加工效率。加工效率。