厚壁無縫鋼管的用途和分類

厚壁無縫鋼管廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機械零件，如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時，已廣泛用鋼管來制造。

沿其橫截面的周邊上無接縫的鋼管。根據(jù)生產(chǎn)方法不同分為熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管等，均有各自工藝規(guī)定。材質(zhì)有普通和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(Q215-A～Q275-A和10～50號鋼)、低合金鋼(09MnV、16Mn等)、合金鋼、不銹耐酸鋼等。按用途分為一般用途的(用于輸水、氣管道和結(jié)構(gòu)件、機械零件)和專用的(用于鍋爐、地質(zhì)勘探、軸承、耐酸等)兩類。

生產(chǎn)厚壁無縫鋼管的拼接技術(shù)

測量數(shù)據(jù)的拼接。采用光學(xué)原理對物體進行三維測量，測量一個物體需要4幅以上的測量圖像，然后將多視場的三維測量數(shù)據(jù)進行拼接（縫合）。數(shù)據(jù)拼接的實質(zhì)是將不同坐標(biāo)系的測量數(shù)據(jù)，通過平移、旋轉(zhuǎn)，統(tǒng)到一個坐標(biāo)系上，關(guān)鍵是求取不同坐標(biāo)系之間的平移矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣。

要實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確拼接，必須在測量厚壁無縫鋼管時，設(shè)置拼接標(biāo)志，按拼接標(biāo)志對測量數(shù)據(jù)之間進行準(zhǔn)確定位和拼接。常用的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)拼接方法有轉(zhuǎn)臺拼接普通標(biāo)志點拼接、編碼標(biāo)志點拼接等。

測量數(shù)據(jù)的精簡和優(yōu)化。為了提高光學(xué)三維測量的精度，一般使用高分辨率的CCD攝像機對測量圖像進行拍攝，其測量數(shù)據(jù)量大，影響曲面重構(gòu)的計算速度，必須根據(jù)被測厚壁無縫鋼管的形狀特征，對測量數(shù)據(jù)進行精簡。測量數(shù)據(jù)精簡的內(nèi)容有：對數(shù)據(jù)拼接時兩幅圖像搭接部分的冗余數(shù)據(jù)的簡化；計算測量數(shù)據(jù)點的曲率，根據(jù)曲率精簡原理和被測物體的形狀特征，曲率小的部位多精簡數(shù)據(jù)，曲率大的部位少精簡數(shù)據(jù)，在精簡測量數(shù)據(jù)的過程中又保持被測物體的準(zhǔn)確形狀。

測量厚壁無縫鋼管的數(shù)據(jù)處理

被測厚壁無縫鋼管三維測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，終目的是建立CAD模型，以便在通用的CAD系統(tǒng)中進行修改設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計。測量數(shù)據(jù)的CAD反向建模技術(shù)，包括測量點云數(shù)據(jù)的分割、曲面擬合和重構(gòu)等內(nèi)容。

（1）測量點云數(shù)據(jù)的分割。一個物體很難只用一個曲面數(shù)學(xué)模型表示，必須將點云數(shù)據(jù)進行分割（分塊），形成多個曲面模型，然后將分塊的曲面模型進行光滑的連接（縫合），構(gòu)成被測厚壁無縫鋼管的整體曲面模型。測量數(shù)據(jù)分割原則是：要求數(shù)據(jù)塊的凸凹性一致，曲面重構(gòu)時態(tài)性較好。常用的數(shù)據(jù)分割方法有：基于曲率法（規(guī)則數(shù)據(jù)分割）、基于邊界特征法（散亂數(shù)據(jù)分割）、基F面特征法（散亂數(shù)據(jù)分割）。

（2）曲面擬合和重構(gòu)。曲面模型重構(gòu)，一般采用通用的曲面模型圖形標(biāo)準(zhǔn)進行重構(gòu)，常用的圖形表達方法有Bezier、B樣條、NURBS、三角Bezier等。常用的曲面重構(gòu)方法有點一線一面曲面擬合方式、輪廓母線回轉(zhuǎn)法等，曲面重構(gòu)時，根據(jù)重構(gòu)曲面的特征選擇使用。