[发明专利]一种水火弯板焰道轨迹自学习生成方法及装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。