设计与研究DesignandResearch
2017年第12期
圆管相贯线接缝优化的等间距直线逼近算法的研究
郝树萌王士军崔林
（山东理工大学机械工程学院，山东淄博255000）
摘要：两圆柱管之间的连接形成的相贯线接缝为复杂的空间曲线。为了实现两圆管相贯线接缝的自动焊
接，加工出满足焊接精度的相贯线接缝，需要对数控设备的运动轨迹进行控制。首先建立圆管斜交的空间相贯线数学模型，通过MATLAB编程验证曲线模型的正确性，在对数控设备运动学模型分析的基础上将空间曲线展开到平面曲线，利用Origin软件拟合平面展开曲线，根据优化的等间距法原理，利用VB软件开发了数控系统实现了插补过程的动态仿真。结果表明，该算法能够满足相贯线轨迹控制的精度要求，为相贯线研究设计奠定了技术基础。
关键词：圆管相贯线；MATLAB编程；平面曲线：等间距法；VB编程
中图分类号：TG659
文献标识码：A
DOI:10. 19287/j. cnki. 10052402. 2017. 12. 009
HAO Shumeng,WANG Shijun, CUI Lin
(School of Mechanical Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255000, CHN)
Abstract: Between the two cylindrical tube connection line of intersection for complex space curve, in order to re-
alize the automatic welding of the two round pipe intersecting line joint, it is necessary to control the mo-tion track of the NC equipment, then we can process of intersecting seam which satisfy welding preci-sion. First of all, we construct the mathematical model of space intersecting line of skew pipe, and verify the accuracy of curve model by MATLAB programming. The space curve is extended to the plane curve on the basis of analyzing the kinematics model of the NC equipment, fit the plane curve using Origin software, according to the improved determining step size principle, the NC system is developed by using VB software, and the dynamic simulation of interpolation process is realized, the result shows that it meets the precision requirements controlled by intersecting line track and lays the technical basis for research and design of intersecting line.
Keywords: round pipe intersecting line; MATLAB programming; plane curve; determining step size; VB programming
在机械制造、化工、汽车、船舶、输送管道、军工以及钢建筑结构中，常常出现大量圆柱管之间的连通焊接形式，所形成的接缝为复杂的三维空间曲线1-3)。以往实际生产中，复杂相贯线圆柱管件的切割与焊接主要采用人工方式，不但生产效率低，加工精度低，而且对工人的熟练度要求较高。随着计算机技术的发展，通过计算机编程开发基于数控系统的机床来实现复杂相贯线接缝的自动焊接可以提高焊接的质量和效率[4-5)
为了使机床加工出满足焊缝精度要求的焊缝轨迹、就需要对设备和工件的控制运动进行必要的分析研究。首先.构建相贯线及相贯线展开的数学模型。以圆管斜
*国家自然科学基金青年基金项目（51505265）·68·
万方数据
交为例，建立相贯线数学模型6-8，利用优化的等间距直线段插补相贯线接缝展开曲线，使插补轨迹满足给定的误差要求9，运用计算机在VB环境下编写数控系统，通过PC机与运动控制卡结构实现对机床的硬件控制.操作者只需进行参数设置可以进行设备的自动控
制，既保证了加工精度，又提高了生产效率。圆管相贯线数学模型的建立
1 1.1
坐标系的建立
设相交两圆柱管主管和支管的半径分别为R和 r,并且R>r,两圆柱管的轴线形成的夹角为α，α一般
制造技术点机床 ICS 65.020.20
CCS B 05 14
山
西 省 地 方 标 准
DB14/T 929—2025
代替 DB14/T 929-2014
SH1 矮化中间砧苹果树栽培技术规程
2025 - 04 - 18 发布
2025 - 07 - 18 实施
山西省市场监督管理局 发 布
DB14/T 929—2025
目
次
前言 ................................................................................. II
1 范围 ............................................................................... 1
2 规范性引用文件 ..................................................................... 1
3 术语和定义 ......................................................................... 1
4 产地条件 ........................................................................... 1
5 品种 ............................................................................... 1
6 苗木 ............................................................................... 1
7 栽植技术 ........................................................................... 1
8 整形修剪 ........................................................................... 2
9 设立支架 ........................................................................... 3
10 水肥管理 .......................................................................... 3
11 花果管理 .......................................................................... 3
12 病虫害综合防控 .................................................................... 3
13 生产档案 .......................................................................... 3
附录 A（资料性） 苹果品种介绍 ......................................................... 4
附录 B（资料性） 苹果园基本情况登记表 ................................................. 6
I
DB14/T 929—2025
前
言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替DB14/T929—2014《SH1矮化中间砧苹果树栽培技术规程》，与DB14/T929—2014相比，
除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
——更改了资料性附录（见13，2014年版的苹果品种介绍）；
——增加了早中熟品种“华硕”、“鲁丽”，晚熟品种“瑞阳”、“瑞雪”（见5）；
——删除了早中熟品种“藤木1号”、“红将军”（见2014年版的5）。
本文件由山西省农业农村厅提出、组织实施和监督检查。
山西省市场监督管理局对本文件的组织实施情况进行监督检查。
本文件由山西省农业农村标准化技术委员会（SXS/TC19)归口。
本文件起草单位：山西农业大学。
本文件主要起草人：高敬东、杨廷桢、王骞、蔡华成、李春燕、杜学梅、弓桂花、王淑婷。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：
——2014年首次发布为DB14/T929—2014；
——本次为第一次修订。
II
DB14/T 929—2025
SH1 矮化中间砧苹果树栽培技术规程
1 范围
本文件规定了SH1矮化中间砧苹果树的栽植、整形修剪、肥水管理、花果管理等栽培管理生产技术。
本文件适用于SH1矮化中间砧苹果树栽培。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB 9847-2003 苹果苗木
NY/T 1082 黄土高原苹果生产技术规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
SH1 苹果矮化砧木
以国光×河南海棠进行种间杂交选育而成，具有矮化、早果、丰产、果实品质优异、抗逆性强等特
性的一种苹果矮化砧木。
4 产地条件
全年平均气温8 ℃全年平均气温8 ℃～13.5 ℃，冬季极端最低温不低于-25 ℃，≥10 ℃年积温2
400 ℃～4 600 ℃，6月～8月平均气温16 ℃～24 ℃，4月～9月降水量400 mm～700 mm，土壤PH值5.3～
8.0。
5 品种
早、中熟品种以华硕、嘎啦系、鲁丽、红星系为主，晚熟品种以红富士系和丹霞、瑞阳、瑞雪为主。
品种特性介绍见附录A。
6 苗木
基砧为八棱海棠，中间砧为SH1苹果矮化砧木，砧段长度20 cm～30 cm，苗木质量应符合GB 9847-
2003第4条。
7 栽植技术
1
DB14/T 929—2025
栽植时期
一般在秋季或春季栽植。秋季在落叶至土壤封冻前栽植，春季在土壤解冻后至苗木发芽前栽植。
栽植密度
株距1.5 m～2.0 m，行距4.0 m～4.5 m。
苗木栽植方法
苗木栽植前应将根系在清水中浸泡24 h，栽植深度以基砧和中间砧接口部略高于地面2 ㎝～3 ㎝
为宜。秋季栽植时需对栽植后的苗木灌水，随后埋土越冬；春季栽植，最好将苗木放入冷库或背阴处埋
土，推迟萌芽，待清明后气温稳定再栽植。
授粉树的配置
授粉树应与主栽品种花期相近，且花量较多；配置比例一般占总株数的20 %～30 %，为便于机械化
操作可隔3行～4行主栽品种配置1行授粉树。
8 整形修剪
树形
SH1苹果矮化砧木作为中间砧的苹果树采用高纺锤形树形，树高2.8 m～3.5 m，冠幅1.2 m～1.5 m，
中心干强壮，在中心干上直接着生角度下垂的结果枝。
幼龄树整形修剪
8.2.1 定植当年
8.2.1.1 定植后，80 cm～100 cm 定干,以饱满芽处为准，应去除剪口下第 2、3、4 芽。
8.2.1.2 栽植当年将树干距地面 80 cm 之间的萌枝及时疏除，距地面 80 cm 以上中干上所有的分枝全
部剪掉，留 1 cm 左右的截面水平的马蹄形小桩，剪口涂抹愈合剂。
8.2.1.3 3 月中旬至 4 月上旬萌芽后，在距地面 80 cm 以上的主干光秃部位刻芽，每隔 2 个～5 个芽
刻一个芽；当年新梢长至 30 ㎝半木质化时，使用牙签支撑开张角度。
8.2.1.4 枝条 50 cm～60 cm 时开始拉枝，一般拉枝角度为 110°左右。
8.2.2 定植第二年
8.2.2.1 树体长势偏旺，继续去除分枝，树体长势中庸仅栽植当年去除分枝即可；3 月中旬至 4 月上
旬萌芽后，继续在主干光秃部位刻芽。
8.2.2.2 当年新梢长至 30 ㎝半木质化时，使用牙签支撑开张角度；枝条 50 cm～60 cm 时开始拿枝，
连续 3 次，每间隔 25 d～30 d 一次。
8.2.2.3 8 月中、下旬对拿枝效果不佳的枝条进行拉枝，一般拉枝角度为 110°左右。
8.2.3 定植第三年
继续刻芽、拿枝、拉枝，分枝粗度超过同部位主干粗度的1/3～1/2时及时疏除。
8.2.4 结果树整形修剪
2
DB14/T 929—2025
冬季修剪以整形、调整结构为主，树体长势偏旺中心干可2年～3年冬季轻短截一次，树体长势中庸
中心干应每年冬季短截；保留中心干发出的小分枝，同侧位小分枝上下保持50 cm的间距，分枝粗度超
过3 cm时及时疏除，保留1 cm小桩（马蹄形截面），要及时更新复壮结果枝，对5年～6年生的小分枝逐
年轮换。夏季修剪主要包括刻芽、拿枝、拉枝、扭梢、摘心。
9 设立支架
沿果树行，间隔10 m～15 m埋设一个距地面高3.5 m的钢管或水泥桩，分别在0.5 m、2.0 m和3.0 m
处各拉一道铁丝，扶直中干；幼树期也可在每株树旁栽竹竿做立柱，结果后再埋设钢管或水泥桩。
10 水肥管理
灌溉
3月～4月，苹果树萌芽前灌水1次；4月～5月份，苹果树花后灌水1次；7月～8月，果实膨大期，视
土壤墒情确定灌水次数，原则上采用少量多次灌水方法；11月份至冻土前，灌溉封冻水。
施肥
10.2.1 栽植苗木时，栽植沟中应放入充分腐熟的牲畜厩肥，每亩 5 m
3～ 6 m
3。
10.2.2 每年 9 月份至冻土前，结合深翻施基肥，主要以有机肥为主，配合施用含 N、P、K 等复合肥料
及一些生物菌肥。施肥量为幼龄树有机肥每株 20 kg,结果树每株 50 kg；N 每株 0.04 kg～0.11 kg，P
每株 0.06 kg～0.10 kg，k 每株 0.03 kg～0.06 kg。
10.2.3 3 月～4 月份追施高效复合氮肥，5 月下旬到 6 月上旬追施高效复合磷肥，7 月下旬果实膨大期
追施高效复合钾肥，幼龄树每株 0.5 kg～1 kg,结果树每株 2.0 kg～2.5 kg。
11 花果管理
SH1苹果矮化砧木作为中间砧的苹果树一般栽植后第二年有一部分树体开花，为防树体早衰，应疏
除所有花序，不保留果实；第三年进入初果期，要及时疏花疏果，合理控制负载量，亩产量≤500 kg；
进入盛果期，亩产量≤4000 kg。一般间隔20 cm选留一个健壮中心花，以留下垂果为主，疏除病虫果、
畸形果。
12 病虫害综合防控
以农业防治和物理防治为基础，提倡生物防治，杜绝、不应使用剧毒、高残留农药，具体操作规程
按NY/T 1082执行。
13 生产档案
生产档案记录表见附录B。生产档案建议保存2年以上。
3
DB14/T 929—2025
附 A A A
录
（资料性）
苹果品种介绍
A.1 ‘华硕’苹果
由中国农科院郑州果树研究所以‘美八’和‘华冠’杂交培育而成。果实近圆形，平均单果重232
g，果实底色绿黄，果面鲜红色，着色面积达70 %。可溶性固形物含量13.9 %，总糖含量11.68 %，总酸
含量0.42 %，Vc含量1.1 mg/100 g。树冠中大、呈圆锥形，树势生长中庸。幼树定植后第3年即可少量
结果，盛果期树亩产量2800 kg～3500 kg。在山西省太谷地区8月中旬开始成熟。在我省适宜发展苹果
的地区均可栽植。
A.2 嘎啦系苹果
嘎啦由新西兰果树育种家基德育成，1939年选出，1960年发表。嘎拉是一个系列品种，有‘新嘎啦’、
‘丽红嘎拉’、‘ 红嘎拉’、 ‘皇家嘎拉’等。我国于1980年从日本长野县引入‘新嘎拉’，为当前
国内嘎拉系苹果的主栽品系。烟台果树科学研究所于1992年和1994年分别选育出了‘烟嘎1号’和‘烟
嘎2号’两个着色优系。单果重180 g～200 g，短圆锥形，果面金黄色，果肉浅黄色，肉质致密、细脆、
汁多，较耐贮藏。幼树结果早，坐果率高，丰产稳产，容易管理。在山西省太谷地区8月中旬开始成熟。
在我省适宜发展苹果的地区均可栽植。
A.3 ‘鲁丽’苹果
由山东农科院果树研究所以‘藤木一号’和‘嘎啦’历时15年杂交培育而成，7月中下旬成熟。果
实呈圆锥形或圆形，单果重约130 g～200 g。果皮为鲜红色或暗红色，皮薄而光滑，果肉为淡黄色或黄
色，肉质细脆，汁多味甜。果实可溶性固形物含量为16 %，酸含量为0.25 %。树冠较小，树姿半开张，
呈自然圆锥形，生长势中等，树体较矮小，容易形成花芽。早果性强，定植后第二年即可开花结果。在
山西省太谷地区7月下旬开始成熟。在我省适宜发展苹果的地区均可栽植。
A.4 红星系苹果
美国于1880年从黄铃花苹果自然实生苗中发现元帅以后 ， 在 100多年的栽培选育过程中， 从元
帅系苹果中选育 出5代多个芽变红星新品种。 我 国 于上世纪60年代引入老红星，上世纪80年代引进
新红星。老红星品种在产量、色泽方面有严重的缺陷，第三代芽变新品种‘超红’、‘艳红’，第四 的
‘首红’在生产中表现良好 ，目前，我省各地栽植新红星品种主要有，‘瓦丽’（原产地美国），‘天
汪一号’ （我国天水果树研究所自主选育）等。 新红星是典型的短枝兼浓红型芽变新品种，抗性强，
树体强壮、直立，枝粗壮，易形成短果枝，树冠紧凑，结果早，适宜密植栽培 。 定植后第3年开始结
果 ，8年生亩产超过1000 kg。 果实高桩，五棱明显，果面浓红， 平均单果重235 g， 最大果重480 g,
酸甜适口，香气浓郁，可贮藏至春节前后供应市场。在山西省太谷地区9月上、中旬成熟。在我省适宜
发展苹果的地区均可栽植。
A.5 ‘丹霞’苹果
由山西省农科院果树研究所从金冠实生苗中选育出来，1986年12月通过专家组鉴定，果实圆锥形，
底色黄绿，披鲜红条纹，单果均重225 g,最大果重375 g。果肉乳白色，肉质细、汁液多，风味香甜，
口感好，可溶性固形物含量17.0 %，果实耐贮藏。‘丹霞’树势中庸。在山西太谷地区4月初萌芽，4月
4
DB14/T 929—2025
中旬始花，4月底终花，10月中旬果实成熟。定植幼树第3年可结果，具有早果、结果能力强、成花容易、
抗逆性强、管理粗放等特点。在我省适宜发展苹果的地区均可栽植。
A.6 红富士系苹果
富士苹果是日本农林水产省果树试验场盛冈分场于1939年以国光×元帅进行杂交，历经20余年，选
育出的苹果优良品种，而日本各地又从普通富士的芽变中选育出着色系富士,统称为红富士。我国于1966
年开始引进富士苹果，1980年引进红富士苹果。红富士平均单果重180 g～300 g，最大单果重可达400
g。果实多为扁圆形，果形指数0.8左右。果面底色淡黄，着暗红或鲜红色霞或条霞。果实可溶性固形物
含量为15.3％～16.0％，酸含量为0.2％～0.4％,耐贮运，可贮到翌年4月～5月份。红富士树势强健，
树姿开张，萌芽力和成枝力强，幼树或健壮枝条有明显的腋花芽结果习性。在太谷地区10月中、下旬开
始成熟。在我省太原以南适宜发展苹果的地区均可栽植。
A.7 ‘瑞雪’苹果
由西北农林科技大学以‘秦富1号’ב粉红女士’杂交选育而成的黄色晚熟苹果新品种。果实圆
柱形，果皮黄色，果面光洁，果点小，有蜡质；果肉黄白色，硬脆汁液多，风味浓；果个大，平均单果
质量296 g，果形高桩，果形指数0.90。可溶性固形物含量16.0 %，总糖含量12.10 %，可滴定酸含量
0.30 %，硬度8.84 kg·cm-2。树势中庸偏旺，萌芽率高，成枝力中等，具短枝性状。抗逆性、抗病性
均较强。果实耐贮藏。在山西省太谷地区10月中、下旬成熟。在我省太原以南适宜发展苹果的地区均可
栽植。
A.8 ‘瑞阳’苹果
由西北农林科技大学以‘秦冠’ב长富2号’杂交选育而成的红色晚熟苹果新品种。果实圆锥形
或短圆锥形，果形指数0.84；果个大，平均单果重273 g，最大单果重380 g；果实底色黄绿，果面全面
鲜红；果面平滑，有光泽；果点较小、中多，果肉乳白色，肉质细脆，汁液多；硬度8.9 kg·cm-2，，
可溶性固形物含量15.3 %，总糖量12.6 %，总酸量0.28 %，果实耐贮藏。树体长势中庸，树姿较开张，
萌芽率高，成枝力强，易形成短枝，丰产性好，果实成熟期比较一致，无采前落果现象，适应性强。在
山西省太谷地区10月中、下旬成熟。在我省太原以南适宜发展苹果的地区均可栽植。
5
DB14/T 929—2025
附 B B B
录
（资料性）
苹果园基本情况登记表
表B.1列出了苹果树种植的园主、树体、果园成本等基本情况。
表B.1 苹果园基本情况登记表
园主情况 姓名 年龄 性别 电话
地址 劳动力人数 学历 邮箱
果园情况 建园时间 主栽品种 授粉品种 土壤 类型
面积 株距 行距 灌溉 方式
树体情况 树体类型 乔砧 树形 树体生长 状况 树高
矮化中间砧 干周
矮化自根砧 冠径
所需农资 情况 苗木 产地： 数量： 价格： 田间作业 情况 灌溉 次数
时间
农药 厂家： 数量： 价格： 喷药 次数
时间
肥料 厂家： 数量： 价格： 施肥 次数
时间
农膜 厂家： 数量： 价格： 采收
果园成本 苗木 产量 （kg）
劳动力 最大株产（kg）
肥料 平均株产（kg）
农药 平均单果（g）
灌溉 最大单果（g）
燃料动力 果品等级(%) ≥75mm ≥70 mm ≤70 mm

其它 果品价格 ≥75mm ≥70 mm ≤70 mm
(元/kg)
果园净 收益
6