面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法技术

本发明专利技术提供了面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，包括以下步骤：步骤S1）设计数据中获取所有板的外形数据；步骤S2）分析所有板的外形数据，确定工件基面，将工件基面作为框架识别的参考面；步骤S3）通过基面判断由纵桁及肋板形成的垂直隔断，根据立板在基面上的投影轮廓线，判断X、Y方向的分隔线，分隔线交叉包围构成初步的框架边框；步骤S4）根据立板类型、拉升方向和厚度，计算精确的框架边框；本发明专利技术利用对板数据的分析处理自动识别出中组立敞口块体结构的框架，有利于为离线规划时划分焊接区域提供数据支撑。分焊接区域提供数据支撑。分焊接区域提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法


[0001]本专利技术涉及机器人焊接
，尤其涉及面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法。

技术介绍

[0002]在对船舶中组立工件进行离线路径规划时，需要将工件上的焊缝进行分组，对于敞口块体结构由于肋板与纵桁通常高于底板上的其他零件因此可以以肋板与纵桁作为分隔形成框架，以此框架作为焊缝分组的依据，在离线环境中需要一种基于模型进行框架划分的方法。专利《一种大型钢铁结构定位方法及系统》中使用了一种基于点云进行空间矩形拟合的方法获取装配结构，在船舶结构设计时会确定装配零件的类型，因此本专利可从设计数据中提取所需零件信息而不需要基于点云预处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006]步骤S1)从设计数据中获取所有板的外形数据；
[0007]步骤S2)分析所有板的外形数据，确定工件基面，将工件基面作为框架识别的参考面；
[0008]步骤S3)通过基面判断由纵桁及肋板形成的垂直隔断，根据立板在基面上的投影轮廓线，判断X、Y方向的分隔线，分隔线交叉包围构成初步的框架边框；
[0009]步骤S4)根据立板类型、拉升方向和厚度，计算精确的框架边框。
[0010]进一步地，所述步骤S2中，确定工件基面的方法包括以下步骤：
[0011]步骤S21)分别计算每块板的轮廓点在X、Y、Z方向的投影点所形成的投影面；
[0012]步骤S22)确定X、Y、Z方向上的投影点所形成的外包围投影矩形，并计算矩形面积；
[0013]步骤S23)比较X、Y、Z方向外包围矩形面积大小，取最大面积的投影方向为基面投影方向；
[0014]步骤S24)根据基面投影方向获取整个工件的基面。
[0015]进一步地，所述步骤S3中，分隔线的判断包括以下步骤：
[0016]步骤S31)将X坐标或Y坐标相近的投影线判断为同一条直线上的线段，作二维平行度拟合；
[0017]步骤S32)结合基面矩形，对二维横竖拟合直线按照上下、左右进行综合排序；
[0018]步骤S33)初步划分没有厚度信息的格子间，得到框架边框。
[0019]进一步地，所述步骤S31中，同一条直线的判别方法包括以下步骤：
[0020]步骤S311)获取所有平行于X轴方向的立板记为P，对于P中的每一块板求Y方向顶
点的坐标差，即板厚值；
[0021]步骤S312)统计出最大的板厚值，记为T
m
，
[0022]T
m
＝Max(px
r
‑
px
l
),p∈P；
[0023]步骤S313)将同一直线的板列表记为L
p
，遍历P，每一次取得的板记为p，p在X+方向的坐标值为p
xr
；
[0024]步骤S314)遍历L
p
，每一次取得的板记为p
’
，p
’
在X+方向的坐标值为p
x
’
r
；
[0025]步骤S315)计算p
xr
与p
x
’
r
的差值，若该差值小于T
m
，表明p与L
p
中的板属于同一直线，若该差值大于等于T
m
，表明p与L
p
中的板不属于同一直线。
[0026]进一步地，所述步骤S315中，定义参数S(p)，S(p)＝1表明p与L
p
中的板属于同一直线，S(p)＝
‑
1表明p与L
p
中的板不属于同一直线，
[0027][0028]进一步地，所述步骤S4中，计算精确的框架边框包括以下步骤：
[0029]步骤S41)通过设计数据，获取立板的类型和拉伸方向，计算出立板的厚度；
[0030]步骤S42)根据拉伸方向和厚度，偏移原轮廓点，得到四个新的顶点；
[0031]步骤S43)结合原轮廓的四个顶点，取围成矩形面积最大的四个顶点，由这四个顶点连接所得的直线为精确的边框线。
[0032]本专利技术利用对板数据的分析处理，自动识别出中组立敞口块体结构的框架，为离线规划时划分焊接区域提供数据支撑。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的流程图；
[0034]图2为本专利技术步骤S2的流程图；
[0035]图3为本专利技术步骤S3的流程图；
[0036]图4为本专利技术步骤S31的流程图；
[0037]图5为本专利技术步骤S4的流程图；
[0038]图6为本专利技术工件模型示意图；
[0039]图7为本专利技术框架边框划分效果示意图；
[0040]图8为本专利技术存在板厚差时的边框线对比示意图。
[0041]附图标记：
[0042]1～8板；
[0043]9底板。
具体实施方式
[0044]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]本专利技术公开了一种面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0046]步骤S1)从设计数据中获取所有板的外形数据；
[0047]步骤S2)通过分析所有板的外形数据确定工件基面，工件基面将作为框架识别的参考面；
[0048]步骤S3)通过基面判断出由纵桁及肋板形成的垂直隔断，根据立板在基面上的投影轮廓线判断出X、Y方向的分隔线，分隔线交叉包围即初步构成了框架边框；
[0049]步骤S4)考虑立板类型、拉升方向和厚度，计算出精确的框架边框。
[0050]如图2所示，所述步骤S2中，确定工件基面的方法包括以下步骤：
[0051]步骤S21)分别计算每块板的轮廓点在X、Y、Z方向的投影点所形成的投影面；
[0052]步骤S22)确定X、Y、Z方向上的投影点所形成的外包围投影矩形，并计算矩形面积；
[0053]步骤S23)比较X、Y、Z方向外包围矩形面积大小，取最大面积的投影方向为基面投影方向；
[0054]步骤S24)根据基面投影方向获取整个工件的基面。
[0055]如图3所示，所述步骤S3中，分隔线的判断包括以下步骤：
[0056]步骤S31)将X坐标或Y坐标相近的投影线判断为同一条直线上的线段，作二维平行度拟合；
[0057]步骤S32)结合基面矩形，对二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1)从设计数据中获取所有板的外形数据；步骤S2)分析所有板的外形数据，确定工件基面，将工件基面作为框架识别的参考面；步骤S3)通过基面判断由纵桁及肋板形成的垂直隔断，根据立板在基面上的投影轮廓线，判断X、Y方向的分隔线，分隔线交叉包围构成初步的框架边框；步骤S4)根据立板类型、拉升方向和厚度，计算精确的框架边框。2.根据权利要求1所述的面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，其特征在于，所述步骤S2中，确定工件基面的方法包括以下步骤：步骤S21)分别计算每块板的轮廓点在X、Y、Z方向的投影点所形成的投影面；步骤S22)确定X、Y、Z方向上的投影点所形成的外包围投影矩形，并计算矩形面积；步骤S23)比较X、Y、Z方向外包围矩形面积大小，取最大面积的投影方向为基面投影方向；步骤S24)根据基面投影方向获取整个工件的基面。3.根据权利要求1所述的面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，其特征在于，所述步骤S3中，分隔线的判断包括以下步骤：步骤S31)将X坐标或Y坐标相近的投影线判断为同一条直线上的线段，作二维平行度拟合；步骤S32)结合基面矩形，对二维横竖拟合直线按照上下、左右进行综合排序；步骤S33)初步划分没有厚度信息的格子间，得到框架边框。4.根据权利要求3所述的面向船舶中组立敞口块体结构的框架识别方法，其特征在于，所述步骤S31中，同一条直线的判别方法包括以下步骤：步骤S311)获取所有平行于X轴方向的立板记为P，对于P中的每一块板求Y方向顶点的坐标差，即板厚值；步骤S312)统计出最大的板厚值，记为T
m
，T
m
＝Max(px

【专利技术属性】
技术研发人员：喻天祥，祁超，沈建龙，王小强，成宇韬，任文斌，
申请(专利权)人：上海船舶工艺研究所中国船舶工业集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：