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海洋平台导管架建造CAD/CAM技术

收藏本文 2024-03-02 点赞:15635 浏览:68737 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:对近海油气资源开发力度的加大,近年来深水导管架建造海洋工程中发展的项目之一。导管架结构复杂,工程建造规模也逐渐庞大。为确保导管架工程在建造质量的前提下,在项目周期内顺利完工,有必要对海洋工程现有的设计制造工艺技术提升,以提高生产作业效率。本课题对海洋平台导管架的生产建造工艺分析,从管件切割图纸设计以及生产加工入手,开发管件切割设计系统和切管机数控系统,实现从设计到制造整个生产流程的技术提升。以AutoCAD为系统设计平台,以导管架单线图为结构设计基础,开发管件切割设计系统。系统自动判断管节点类型并计算各种管节点设计参数,然后相贯线焊接坡口计算,依据所得数据绘制管件切割成型的单件图、样板图。同时为后续焊接工艺要求,系统绘制脚印图,确定焊接管件之间的相对位置关系,焊接装配的精度要求。在实现相贯线计算的基础上,扩展系统功能,实现重心、重量计算以及焊材统计。系统具有良好的操作性,可以提升导管架平台生产设计效率。为管件自动化切割的生产需求,基于对切管机割炬运动控制分析以及对管件火焰切割工艺的理解,开发切管机数控系统。在数控系统中输入管件几何、位置参数以及系统参数后,数控系统自动完成计算,并生成数控加工代码。同时为实现数控代码的验证,在系统中绘制管件切割成型图,并仿真技术,实现管件切割下的割炬位姿运动仿真。两系统紧密配合实现系统功能,促使管件切割生产从设计到加工的整个制管工艺流程向自动化、集成化方向转变。课题工作与导管架工程实际生产紧密,研究成果应用在导管架管件生产加工中。实际应用,系统功能的运用可以提高管件切割精度与加工效率,在保证导管架建造质量的基础之上,促进了海洋工程建造技术的提升。关键词:海洋工程论文导管架论文数控切管机论文集成制造论文相贯线论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-6

    目录6-8

    章 绪论8-14

    1.1 课题研究背景与8-10

    1.2 导管架制造CAD/CAM 技术发展现状与分析10-13

    1.2.1 导管架设计技术发展现状10-11

    1.2.2 导管架生产加工技术发展现状11-13

    1.3 课题主要研究内容13-14

    章 导管架生产设计需求分析及理论基础14-26

    2.1 引言14

    2.2 导管架的设计流程分析14-15

    2.3 导管架生产设计基础15-19

    2.3.1 平台整体坐标系的建立15-16

    2.3.2 管节点坐标系的建立16

    2.3.3 管件位置关系参数16-19

    2.4 相贯线计算模型的建立19-25

    2.4.1 相贯线数学模型建立19-21

    2.4.2 焊接坡口数学模型的建立21-23

    2.4.3 相贯线模型计算流程分析23-25

    2.5 小结25-26

    章 导管架管件切割设计系统开发26-38

    3.1 引言26

    3.2 管件切割设计系统开发26-30

    3.2.1 系统功能设计26-27

    3.2.2 系统功能模块划分27-30

    3.3 系统关键模块功能实现30-37

    3.3.1 零件信息生成模块功能实现30-32

    3.3.2 零件几何、位置参数计算模块32-33

    3.3.3 相贯节点类型判断模块33-34

    3.3.4 相贯线计算模块34

    3.3.5 数据处理模块34-35

    3.3.6 工程图纸绘制模块35

    3.3.7 重量、重心计算模块35

    3.3.8 焊材计算统计模块35-37

    3.4 小结37-38

    章 管件相贯线切割CAM 技术研究38-53

    4.1 引言38

    4.2 数控切管机加工运动分析38-42

    4.2.1 相贯线切割运动分析38-39

    4.2.2 割炬位姿运动控制分析39-42

    4.3 管件切割工艺流程分析42-43

    4.4 切管机数控软件的开发43-47

    4.5 基于OpenGL 技术的管件切割运动仿真47-52

    4.5.1 管件切割运动仿真应用性分析47-48

    4.5.2 OpenGL 渲染机制48

    4.5.3 管件切割运动仿真系统设计48-52

    4.6 小结52-53

    第五章 管件切割系统实例应用分析53-62

    5.1 前言53

    5.2 管件加工实例分析53-61

    5.2.1 管件切割设计系统应用分析53-57

    5.2.2 切割机数控系统应用分析57-61

    5.3 小结61-62

    第六章 与展望62-64

    6.1 62-63

    6.2 展望63-64

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