一種水火彎板扭曲板焰道規劃方法技術

本發明專利技術提出一種水火彎板扭曲板焰道規劃方法，計算測量數據的每一個特征點到目標曲面對應特征點的距離，生成加工曲面到目標曲面的偏差云圖，取偏差云圖上偏差量最大的一個頂角，將該頂角與相對的頂角連接起來，在偏差云圖上生成一條曲線；在該曲線上每隔一段距離取一點，并將該點的等差線繪制出來；將等差線投影到加工曲面上，規劃出焰道軌跡。本發明專利技術焰道規劃合理度高，該方法不僅適用于不可展曲面，而且適用于可展曲面如扭型板的焰道規劃，同時，本發明專利技術采用專家的經驗規則對焰道軌跡進行修正，使焰道軌跡更加合理優化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及船體外板加工領域，更具體地，涉及一種水火彎板扭曲板焰道規劃方 法。
技術介紹
水火彎板是指沿預定的加熱線用氧_乙炔烘炬對板材進行局部線狀加熱，并用水 跟蹤冷卻（或讓其自然冷卻），使板產生局部塑性變形，從而將板材彎成所要求的曲面形狀 的一種彎板方法。有的國家稱為線狀加熱法。水火彎板是目前大多數船舶制造，鋼結構等 重工企業彎制復雜曲度板和船體內部大型構件的主要工藝方法。 焰道規劃是水火彎板工藝中的核心環節，決定了加工曲面加工后的形變趨勢。長 期以來，焰道規劃這一工序都是由經驗豐富的工人憑經驗直接用粉筆在加工曲面上進行焰 道規劃。這種方式對工人的經驗知識要求很高，有個人的主觀因素存在，焰道規劃合理度 差，而且難以與自動控制系統進行信息化交流。 針對焰道自動規劃問題，相關研宄機構提出了曲面展開焰道規劃方法。該方法從 相反角度出發，把船體外板的目標曲面看成由許多足夠小的平面連接而成，保持每塊小平 面形狀不變，按一定規律把整張曲面展開鋪平，則展開后必然出現裂縫。然后將焰道布置在 裂縫處，使收縮量剛好等于裂縫寬度，這樣就能形成目標曲面所要求的形狀。但這種方法只 適用于不可展曲面，如帆型板和鞍型板，并不適用于可展曲面如扭型板。
技術實現思路
本專利技術為克服上述現有技術所述的焰道規劃合理度差、只適用于不可展曲面等缺 陷，提供一種焰道規劃合理度高、適用于可展曲面的水火彎板扭曲板焰道規劃方法。 為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下：-種水火彎板扭曲板焰道規劃方法，所述方法包括以下步驟： S1 :對當前需要加工的扭曲板進行輪廓測量，得到加工曲面的測量數據； S2:對加工曲面的測量數據和對應的目標曲面的數據進行匹配，所述目標曲面為 加工曲面期望被加工成的曲面； S3:根據兩點間的空間距離計算公式，計算測量數據的每一個特征點到目標曲面 對應特征點的距離Ad，生成加工曲面到目標曲面的偏差云圖，所述空間距離計算公式為： 式中，（xl，yl，zl)為測量數據的特征點，（x2, y2, z2)目標曲面的對應特征點； S4 :取偏差云圖上偏差量最大的一個頂角，將該頂角與相對的頂角連接起來，在偏 差云圖上生成一條曲線；在該曲線上每隔一段距離取一點，并將該點的等差線繪制出來； 將等差線投影到加工曲面上，規劃出焰道軌跡。 在一種優選的方案中，步驟S1中，所述方法還包括將測量得到的加工曲面的測量 數據傳輸到計算機進行后續處理。測量數據和計算結果能夠與自動控制系統進行信息化交 流。 在一種優選的方案中，步驟S2中，對加工曲面的測量數據和對應的目標曲面的數 據進行匹配的方法包括以下步驟： S2. 1 :以加工曲面的中點作為坐標原點，加工曲面較短的中心曲線其一階擬合直 線所在方向為X軸方向，中點的法向量方向作為Z軸方向，建立新坐標系； S2. 2 :通過3維旋轉和平移使目標曲面和加工曲面的3維數據變換到新坐標系上， 實現兩者坐標系的統一； S2. 3:將目標曲面的特征點投影到加工曲面上，利用曲面插值算法在加工曲面上 找到相應的特征點。 在一種優選的方案中，步驟S4中，所述方法還包括：根據專家的經驗規則對焰道 軌跡進行修正，得到最終的焰道軌跡。 在一種優選的方案中，所述專家經驗規則為：焰道起止點與加工曲面的邊界重合； 焰道軌跡在XoY面的投影線為直線。 與現有技術相比，本專利技術技術方案的有益效果是：本專利技術水火彎板扭曲板焰道規 劃方法，計算測量數據的每一個特征點到目標曲面對應特征點的距離，生成加工曲面到目 標曲面的偏差云圖，取偏差云圖上偏差量最大的一個頂角，將該頂角與相對的頂角連接起 來，在偏差云圖上生成一條曲線；在該曲線上每隔一段距離取一點，并將該點的等差線繪制 出來；將等差線投影到加工曲面上，規劃出焰道軌跡。本專利技術焰道規劃合理度高，該方法不 僅適用于不可展曲面，而且適用于可展曲面如扭型板的焰道規劃，同時，本專利技術采用專家的 經驗規則對焰道軌跡進行修正，使焰道軌跡更加合理優化。【附圖說明】 圖1為本專利技術水火彎板扭曲板焰道規劃方法的流程圖。 圖2為對加工曲面的測量數據和對應的目標曲面的數據進行匹配的示意圖。 圖3為加工曲面到目標曲面的偏差云圖。 圖4為得到的最終的焰道軌跡的示意圖。【具體實施方式】 附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制； 為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品 的尺寸； 對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解 的。 下面結合附圖和實施例對本專利技術的技術方案做進一步的說明。 實施例1 -種水火彎板扭曲板焰道規劃方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟： S1 :對當前需要加工的扭曲板進行輪廓測量，得到加工曲面的測量數據，將測量得 到的加工曲面的測量數據傳輸到計算機進行后續處理；測量數據和計算結果能夠與自動控 制系統進行信息化交流。 S2 :如圖2所示，對加工曲面的測量數據和對應的目標曲面的數據進行匹配，所述 目標曲面為加工曲面當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水火彎板扭曲板焰道規劃方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：S1：對當前需要加工的扭曲板進行輪廓測量，得到加工曲面的測量數據；S2：對加工曲面的測量數據和對應的目標曲面的數據進行匹配，所述目標曲面為加工曲面期望被加工成的曲面；S3：根據兩點間的空間距離計算公式，計算測量數據的每一個特征點到目標曲面對應特征點的距離Δd，生成加工曲面到目標曲面的偏差云圖，所述空間距離計算公式為：Δd=(x1-x2)2+(y1-y2)2+(z1-z2)2]]>式中，(x1,y1,z1)為測量數據的特征點，(x2,y2,z2)目標曲面的對應特征點；S4：取偏差云圖上偏差量最大的一個頂角，將該頂角與相對的頂角連接起來，在偏差云圖上生成一條曲線；在該曲線上每隔一段距離取一點，并將該點的等差線繪制出來；將等差線投影到加工曲面上，規劃出焰道軌跡。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：程良倫，徐金雄，李婧瑤，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44