[發明專利]一種船體外板的焰道軌跡生成方法及裝置

有效

• 申請號: 201711465512.5
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108090297B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 程良倫;徐金雄;王濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種船體外板的焰道軌跡生成方法及裝置，該方法包括：對船體外板的加工曲面和目標曲面進行肋骨線提取，獲取加工曲面和目標曲面各自對應的肋骨線；將每條肋骨線投影到二維平面，獲取每條肋骨線投影曲線的特征值序列；獲取加工曲面對應的肋骨線投影曲線上的焰道關鍵點；將加工曲面對應的肋骨線投影曲線上的焰道關鍵點逆投影到加工曲面，并根據加工曲面的肋骨線提取方式和目標曲面的板型，生成船體外板的焰道軌跡；本發明通過在計算機中完全模擬工人的焰道推理流程，無需復雜的數學模型和算法即可實現焰道軌跡的推理；并且能夠根據船體外板的目標曲面的如帆型、鞍型和扭曲型等復雜的板型，進行對應的焰道軌跡規劃，增強了適用性。

技術領域

本發明涉及船體外板加工領域，特別涉及一種船體外板的焰道軌跡生成方法及裝置。

背景技術

在船廠中，對于復雜的船體外板一般是通過水火彎板這種熱加工工藝來實現成型加工，但這種加工工藝每次實施后所產生的形變量與板厚、焰道軌跡(加熱路徑)的分布、燃氣類型、氣體流量、加熱速度和冷卻方式等多個因數相關，難以建立形變量與加工參數之間的數學模型。因此，目前對于復雜的船體外板的加工，仍依靠有經驗的工人憑經驗手工來實施，存在加工效率低、質量不穩等問題。所以如何利用計算機技術，實現船體復雜外板的自動化成形加工，已成為各大船廠研究的重要課題之一。

現有技術中，要實現復雜的船體外板的自動化加工，其核心是如何解決的水火彎板加工時焰道軌跡的規劃問題，以及加熱時加熱參數的制定問題。其中對于加熱參數的制定問題，已有不少研究機構通過有限元分析和實驗測試方式較好的解決這一問題。然而對于焰道軌跡的規劃問題，雖然已提出不少方法如曲面展開、支持向量機和角變形等，但這些方法都存在一定的局限性無法適用于實際的船體外板加工中。因此，如何能夠把握最基本的水火彎板生產現場操作經驗，將經驗工人的加工工程過程變成計算機可計算和可操作的流程，實現復雜的船體外板的自動化加工，是現今急需解決的問題

發明內容

本發明的目的是提供一種船體外板的焰道軌跡生成方法及裝置，以分析經驗工人對船體復雜外板加工時的每一個工藝環節作為基礎，通過計算機模擬各個加工環節，實現復雜的船體外板的焰道軌跡的自動規劃。

為解決上述技術問題，本發明提供一種船體外板的焰道軌跡生成方法，包括：

對船體外板的加工曲面和目標曲面進行肋骨線提取，獲取加工曲面和目標曲面各自對應的肋骨線；其中，肋骨線為加工曲面和目標曲面上同一行或同一列的網格點數據構成的線段；

將每條肋骨線投影到二維平面，以每條肋骨線各自對應的肋骨線投影曲線的上的投影點和切線斜率為特征值，獲取每條肋骨線投影曲線的特征值序列；

根據加工曲面和目標曲面各自對應的肋骨線投影曲線的特征值序列，獲取加工曲面對應的肋骨線投影曲線上的焰道關鍵點；

將加工曲面對應的肋骨線投影曲線上的焰道關鍵點逆投影到加工曲面，并根據加工曲面的肋骨線提取方式和目標曲面的板型，生成船體外板的焰道軌跡。

可選的，所述對船體外板的加工曲面和目標曲面進行肋骨線提取，獲取加工曲面和目標曲面各自對應的肋骨線，包括：

在船體外板的加工曲面和目標曲面的邊界上生成預設數量的等分點；

根據等分點對加工曲面和目標曲面進行網格劃分，獲取網格點數據；

提取加工曲面和目標曲面同一行的網格點數據，獲取加工曲面和目標曲面各自對應的肋骨線。

可選的，所述將每條肋骨線投影到二維平面，以每條肋骨線各自對應的肋骨線投影曲線的上的投影點和切線斜率為特征值，獲取每條肋骨線投影曲線的特征值序列，包括：

將肋骨線的起點投影到二維平面的(0,0)點；