一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法及装置，该方法包括：计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线；根据加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线；获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型；获取二次规划的焰道轨迹，利用对加工外板进行二次加工；本发明专利技术在不知道每条焰道加工后所产生的角变形量的前提下，通过预设单条焰道的最大角变形量的方式保证不会对加工外板进行过度加工，通过自学习修正，获取相同加工参数下焰道的实际角变形量大小，精确制定二次加工的焰道轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法及装置
本专利技术涉及船体外板加工领域，特别涉及一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法及装置。
技术介绍
水火弯板成型加工工艺是一种通过燃气—氧气火炬对钢板进行局部线加热并对加热区域进行跟踪冷却使钢板产生塑性变形的热加工工艺。目前该工艺主要用于船舶复杂外板和船体内部大型构件的成型加工。但由于水火弯板过程属于局部的瞬态热弹塑性变形过程，且影响形变大小的因素较多，如加热速度、燃气—氧气流量、钢板厚度等。因此该工艺目前仍需要依靠经验丰富的人工经验来制定加工时的焰道轨迹(即加热路径)和加热参数，存在信息化自动化程度低、加工质量不稳定等问题。现有技术中，针对水火弯板的焰道轨迹和加热参数自动规划问题已开展了不少研究工作。其中具有代表性的方法有曲面展开算法和角变形算法。曲面展开算法是对目标曲面进行展开，展开后的“裂缝”位置及大小即为焰道轨迹位置及焰道目标形变量大小。角变形算法是在目标曲面与加工曲面之间的偏差曲线上找到若干个关键点，通过这些关键点的连成的折线来对偏差曲线进行逼近。此时关键点所在位置为焰道位置，关键点连线所形成的夹角即为焰道的目标角变形量。但上述方法在实际应用中需要先建立焰道形变量与加工参数之间的关系模型，这样才能控制每条焰道所产生的形变量与目标值相同。但船体外板的加工属于小批量生产，且不同板型的关系模型不一样，并不适用于实际的船体外板加工。因此，如何提供一种适用于实际的船体外板加工的水火弯板的焰道轨迹生成方法，适应不同加工条件下的焰道规划，是现今亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法及装置，以通过分析船体的加工外板首次加工时的形变量，学习获取每条焰道实际产生的形变量，根据焰道实际变形量对加工外板进行精确的焰道轨迹规划。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，包括：计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线；其中，初始目标角变形量变化曲线为加工外板的初始曲面与目标曲面的相同行或相同列的网格曲线对应的法向量夹角变化曲线；根据初始目标角变形量变化曲线和加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线；根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型；其中，当本次加工为初次加工时，本次加工前的目标角变形量变化曲线为初始目标角变形量变化曲线；根据学习修正模型和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行二次加工，并计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线；其中，二次规划的焰道轨迹由本次加工后的目标角变形量变化曲线与实际变形量累加值相等的点组成；判断本次加工后的目标角变形量变化曲线中的最大值是否小于第一阈值；若否，则执行所述根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型的步骤。可选的，所述计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线，包括：对加工外板的初始曲面和目标曲面进行网格化重构，获取初始曲面和目标曲面中同一行或同一列的网格点数据组成的网格曲线；对网格曲线进行多项式分段拟合，获取每个网格曲线各自对应的参数方程；对参数方程求偏导，获取每个网格曲线上各点的法向量；以每个网格曲线起点处法向量为基准，计算每个网格曲线各点的法向量与基准法向量之间的夹角，获取每个网格曲线各自对应的法向量夹角变化曲线；根据初始曲面和目标曲面相同行或相同列的网格曲线对应的法向量夹角变化曲线，获取初始曲面的对应的目标角变形量变化曲线。可选的，所述根据初始目标角变形量变化曲线和加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线，包括：根据水火弯板的工艺参数，获取加工外板的厚度对应的单条焰道加工的最大角变形量；将目标角变形量变化曲线上与最大角变形量的成相同整数倍的点连接，获取加工外板对应的初次加工焰道轨迹；根据初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行局部加热；其中，加工装置在局部加热过程中保持预设加工参数不变，预设加工参数包括燃气—氧气流量、火枪移动速度、火枪喷嘴与加工外板的距离；根据本次加工后的加工外板的加工曲面和目标曲面，计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线。可选的，所述根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型，包括：根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取本次加工后的加工外板的角变形量变化曲线；根据本次加工的焰道位置和本次加工后的加工外板的角变形量变化曲线，计算获取每条焰道的实际角变形量；根据不同位置下的每条焰道的实际角变形量，建立预设加工参数下焰道加工位置与实际角变形量的学习修正模型。可选的，所述根据学习修正模型和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行二次加工，并计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线，包括：根据学习修正模型，将本次加工后的目标角变形量变化曲线上角变形量与实际角变形量累加值相等的点确定为焰道点；将相邻的焰道点连接，获取加工外板对应的二次规划的焰道轨迹；将二次规划的焰道轨迹中相邻间距小于第二阈值的焰道轨迹剔除；其中，第二阈值为加工外板的工艺要求对应的最小焰道间距；根据二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行局部加热；根据本次加工后的加工外板的加工曲面和目标曲面，计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线。此外，本专利技术还提供了一种水火弯板焰道轨迹自学习生成装置，包括：计算模块，用于计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线；其中，初始目标角变形量变化曲线为加工外板的初始曲面与目标曲面的相同行或相同列的网格曲线对应的法向量夹角变化曲线；初次加工模块，用于根据初始目标角变形量变化曲线和加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线；学习修正模块，用于根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型；其中，当本次加工为初次加工时，本次加工前的目标角变形量变化曲线为初始目标角变形量变化曲线；二次加工模块，用于根据学习修正模型和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行二次加工，并计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线；其中，二次规划的焰道轨迹由本次加工后的目标角变形量变化曲线与实际变形量累加值相等的点组成；判断模块，用于判断本次加工后的目标角变形量变化曲线中的最大值是否小于第一阈值；若否，则向所述学习修正模块发送启动信号。可选的，所述计算模块，包括：网格化重构子模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，其特征在于，包括：计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线；其中，初始目标角变形量变化曲线为加工外板的初始曲面与目标曲面的相同行或相同列的网格曲线对应的法向量夹角变化曲线；根据初始目标角变形量变化曲线和加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线；根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型；其中，当本次加工为初次加工时，本次加工前的目标角变形量变化曲线为初始目标角变形量变化曲线；根据学习修正模型和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行二次加工，并计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线；其中，二次规划的焰道轨迹由本次加工后的目标角变形量变化曲线与实际变形量累加值相等的点组成；判断本次加工后的目标角变形量变化曲线中的最大值是否小于第一阈值；若否，则执行所述根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型的步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，其特征在于，包括：计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线；其中，初始目标角变形量变化曲线为加工外板的初始曲面与目标曲面的相同行或相同列的网格曲线对应的法向量夹角变化曲线；根据初始目标角变形量变化曲线和加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线；根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型；其中，当本次加工为初次加工时，本次加工前的目标角变形量变化曲线为初始目标角变形量变化曲线；根据学习修正模型和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行二次加工，并计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线；其中，二次规划的焰道轨迹由本次加工后的目标角变形量变化曲线与实际变形量累加值相等的点组成；判断本次加工后的目标角变形量变化曲线中的最大值是否小于第一阈值；若否，则执行所述根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型的步骤。2.根据权利要求1所述的水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，其特征在于，所述计算获取加工外板对应的初始目标角变形量变化曲线，包括：对加工外板的初始曲面和目标曲面进行网格化重构，获取初始曲面和目标曲面中同一行或同一列的网格点数据组成的网格曲线；对网格曲线进行多项式分段拟合，获取每个网格曲线各自对应的参数方程；对参数方程求偏导，获取每个网格曲线上各点的法向量；以每个网格曲线起点处法向量为基准，计算每个网格曲线各点的法向量与基准法向量之间的夹角，获取每个网格曲线各自对应的法向量夹角变化曲线；根据初始曲面和目标曲面相同行或相同列的网格曲线对应的法向量夹角变化曲线，获取初始曲面的对应的目标角变形量变化曲线。3.根据权利要求2所述的水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，其特征在于，所述根据初始目标角变形量变化曲线和加工外板对应的单条焰道加工的最大角变形量，获取加工外板的初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行初次加工，并计算获取加工外板对应的本次加工后的目标角变形量变化曲线，包括：根据水火弯板的工艺参数，获取加工外板的厚度对应的单条焰道加工的最大角变形量；将目标角变形量变化曲线上与最大角变形量的成相同整数倍的点连接，获取加工外板对应的初次加工焰道轨迹；根据初次加工焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行局部加热；其中，加工装置在局部加热过程中保持预设加工参数不变，预设加工参数包括燃气—氧气流量、火枪移动速度、火枪喷嘴与加工外板的距离；根据本次加工后的加工外板的加工曲面和目标曲面，计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线。4.根据权利要求3所述的水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，其特征在于，所述根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取预设加工参数下焰道加工位置与实际变形量的学习修正模型，包括：根据本次加工前和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取本次加工后的加工外板的角变形量变化曲线；根据本次加工的焰道位置和本次加工后的加工外板的角变形量变化曲线，计算获取每条焰道的实际角变形量；根据不同位置下的每条焰道的实际角变形量，建立预设加工参数下焰道加工位置与实际角变形量的学习修正模型。5.根据权利要求4所述的水火弯板焰道轨迹自学习生成方法，其特征在于，所述根据学习修正模型和本次加工后的目标角变形量变化曲线，获取二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行二次加工，并计算获取本次加工后的目标角变形量变化曲线，包括：根据学习修正模型，将本次加工后的目标角变形量变化曲线上角变形量与实际角变形量累加值相等的点确定为焰道点；将相邻的焰道点连接，获取加工外板对应的二次规划的焰道轨迹；将二次规划的焰道轨迹中相邻间距小于第二阈值的焰道轨迹剔除；其中，第二阈值为加工外板的工艺要求对应的最小焰道间距；根据二次规划的焰道轨迹，利用加工装置按预设加工参数对加工外板进行局部加热；根据本次加工后的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：程良伦，徐金雄，王涛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44