一種水火彎板橫縱曲率成型評價方法技術

本發明專利技術公開一種水火彎板橫縱曲率成型評價方法，在加工曲面的橫向和縱向上各提取多條特征曲線，在目標曲面的3維輪廓數據中提取與特征曲線位置相對應的參考曲線；分別計算每一條特征曲線和參考曲線上的各點的曲率，并計算加工曲面上每一條特征曲線的成型率，計算所有縱向特征曲線成型率的平局值和所有橫向特征曲線成型率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率和總體橫向成型率。通過本發明專利技術的方法，可以獲得當前加工曲面橫向曲率和縱向曲率的成型情況，該方法評價準確性高、簡單易實時，能夠與自動控制系統進行信息化交流；同時，通過對比橫縱曲率的成型情況，能為焰道軌跡的生成提供參考，指導機器或工人去加工成型率較低的方向。

【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，涉及一種水火彎板橫縱曲率成型評價 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。 加工鋼板的成型檢測是水火彎板工藝過程中的一個重要環節，通過該環節可判斷 當前的成型情況并為二次加工提高依據。目前該技術環節大多是通過工人利用活絡卡、卡 板和卡箱，通過手工以及肉眼判斷的方式對加工鋼板的成型情況進行評價，存在評價主觀 依賴性強、評價準確性差、費時費力且難以與自動控制系統進行信息化交流等問題。 針對這些問題，相關研宄機構利用曲面的微分幾何特性，結合曲面匹配法和曲面 輪廓誤差檢測法，提出了水火彎板加曲面成型檢測方法。雖然這種方法能客觀的描述當前 加工曲面的成型情況，但沒有與水火彎板工藝相結合，不能為焰道軌跡的生成提供參考。
技術實現思路
本專利技術為克服上述現有技術所述的評價主觀依賴性強、評價準確性差、費時費力 且難以與自動控制系統進行信息化交流缺陷，提供， 該方法評價準確性高、簡單易實時，能夠與自動控制系統進行信息化交流，并且能為焰道軌 跡的生成提供參考。 為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下： ，所述方法包括以下步驟：S1 :獲取加工鋼板的3維輪廓數據； S2 :對加工鋼板的加工曲面進行網格化重構； S3:在加工曲面的橫向和縱向上各提取多條特征曲線，在目標曲面的3維輪廓數 據中提取與特征曲線位置相對應的參考曲線，其中曲面較長的邊所在方向定義為縱向，與 之垂直的方向定義為橫向； S4:分別計算每一條特征曲線和參考曲線上的各點的曲率，并計算加工曲面上每 一條特征曲線的成型率，計算所有縱向特征曲線成型率的平局值和所有橫向特征曲線成型 率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率和總體橫向成型率。 在一種優選的方案中，步驟S1中，采用激光三維掃描儀對加工鋼板進行掃描，從 而獲取加工鋼板的3維輪廓數據。激光三維掃描儀具有超高的掃描精度，能夠獲取精確的 加工鋼板的3維輪廓數據。 在一種優選的方案中，步驟S1中，所述方法還包括：將加工鋼板的3維輪廓數據通 過無線局域網傳輸到計算機。無線局域網數據傳輸能夠減少復雜的布線，數據的處理和計 算在計算機端完成，計算所得的數據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，對加工曲面進行網格化重構具體包括以下步 驟： S2. 1 :去除噪聲數據； S2. 2 :對加工鋼板的加工曲面進行網格化重構的。 由于測量數據中存在了環境噪聲，而且測量數據可能是散亂的點云數據，因此要 先去除噪聲數據，以確保計算結果的精確性。 在一種優選的方案中，步驟S3中，所述方法還包括：在加工曲面的橫向和縱向上 等間距的各提取多條特征曲線。以提高計算結果的準確性和可靠性。 在一種優選的方案中，步驟S4中，計算加工曲面的總體縱向成型率和總體橫向成 型率的方法具體包括以下步驟： S4. 1 :分別計算每一條縱向特征曲線和縱向參考曲線上的各點的曲率，然后通過 下式計算加工曲面上每一條縱向特征曲線的成型率： 其中RateYi表示加工曲面上第i條特征曲線的縱向成型率，C' j表示縱向特征 曲線第j個離散點處的曲率，Cj表示參考曲線上第j個離散點處的曲率并與縱向特征曲線 第j個離散點位置相對應，Ny表示縱向特征曲線的數量，My表示縱向特征曲線或參考曲線 離散點的數量； S4. 2 :求取所有縱向特征曲線成型率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率 RateY ： S4. 3 :分別計算每一條橫向特征曲線和橫向參考曲線上的各點的曲率，然后通過 下式計算加工曲面上每一條橫向特征曲線的成型率： 其中RateXi表示加工曲面上第i條特征曲線的縱向成型率，D' j表示橫向特征 曲線第j個離散點處的曲率，Dj表示參考曲線上第j個離散點處的曲率并與橫向特征曲線 第j個離散點位置相對應，Nx表示橫向特征曲線的數量，Mx表示橫向特征曲線或參考曲線 離散點的數量； S4. 4 :求取所有橫向特征曲線成型率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率 RateX ： 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橫縱曲率成型 評價方法，在加工曲面的橫向和縱向上各提取多條特征曲線，在目標曲面的3維輪廓數據 中提取與特征曲線位置相對應的參考曲線；分別計算每一條特征曲線和參考曲線上的各點 的曲率，并計算加工曲面上每一條特征曲線的成型率，計算所有縱向特征曲線成型率的平 局值和所有橫向特征曲線成型率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率和總體橫向成 型率。通過本專利技術所述的方法，可以獲得當前加工曲面橫向曲率和縱向曲率的成型情況，該 方法評價準確性高、簡單易實時，能夠與自動控制系統進行信息化交流；同時，通過對比橫 縱曲率的成型情況，能為焰道軌跡的生成提供參考，指導機器或工人去加工成型率較低的 方向?！靖綀D說明】 圖1為本專利技術水火彎板橫縱曲率成型評價方法的流程圖。 圖2為加工曲面的示意圖?！揪唧w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 為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下： -種水火彎板橫縱曲率成型評價方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟： S1 :獲取加工鋼板的3維輪廓數據； S2 :對加工鋼板的加工曲面進行網格化重構； S3:在加工曲面的橫向和縱向上各提取多條特征曲線，在目標曲面的3維輪廓數 據中提取與特征曲線位置相對應的參考曲線，其中曲面較長的邊所在方向定義為縱向（Y 方向），與之垂直的方向定義為橫向（X方向）；如圖2所示，本實施例在橫向上提取了 7條 特征曲線，即圖2中加工曲面上的7條粗實線，然后在目標曲面的3維輪廓數據中提取與特 征曲線位置相對應的參考曲線； S4 :分別計算每一條特征曲線和參考曲線上的各點的曲率，并計算加工曲面上每 一條特征曲線的成型率，計算所有縱向特征曲線成型率的平局值和所有橫向特征曲線成型 率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率和總體橫向成型率。 在具體實施過程中，步驟S1中，采用激光三維掃描儀當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水火彎板橫縱曲率成型評價方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：S1：獲取加工鋼板的3維輪廓數據；S2：對加工鋼板的加工曲面進行網格化重構；S3：在加工曲面的橫向和縱向上各提取多條特征曲線，在目標曲面的3維輪廓數據中提取與特征曲線位置相對應的參考曲線，其中曲面較長的邊所在方向定義為縱向，與之垂直的方向定義為橫向；S4：分別計算每一條特征曲線和參考曲線上的各點的曲率，并計算加工曲面上每一條特征曲線的成型率，計算所有縱向特征曲線成型率的平局值和所有橫向特征曲線成型率的平局值，作為加工曲面的總體縱向成型率和總體橫向成型率。

【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