[发明专利]一种船体外板的焰道轨迹生成方法及装置

说明书

本发明公开了一种船体外板的焰道轨迹生成方法及装置，该方法包括：对船体外板的加工曲面和目标曲面进行肋骨线提取，获取加工曲面和目标曲面各自对应的肋骨线；将每条肋骨线投影到二维平面，获取每条肋骨线投影曲线的特征值序列；获取加工曲面对应的肋骨线投影曲线上的焰道关键点；将加工曲面对应的肋骨线投影曲线上的焰道关键点逆投影到加工曲面，并根据加工曲面的肋骨线提取方式和目标曲面的板型，生成船体外板的焰道轨迹；本发明通过在计算机中完全模拟工人的焰道推理流程，无需复杂的数学模型和算法即可实现焰道轨迹的推理；并且能够根据船体外板的目标曲面的如帆型、鞍型和扭曲型等复杂的板型，进行对应的焰道轨迹规划，增强了适用性。

技术领域

本发明涉及船体外板加工领域，特别涉及一种船体外板的焰道轨迹生成方法及装置。

背景技术

在船厂中，对于复杂的船体外板一般是通过水火弯板这种热加工工艺来实现成型加工，但这种加工工艺每次实施后所产生的形变量与板厚、焰道轨迹(加热路径)的分布、燃气类型、气体流量、加热速度和冷却方式等多个因数相关，难以建立形变量与加工参数之间的数学模型。因此，目前对于复杂的船体外板的加工，仍依靠有经验的工人凭经验手工来实施，存在加工效率低、质量不稳等问题。所以如何利用计算机技术，实现船体复杂外板的自动化成形加工，已成为各大船厂研究的重要课题之一。

现有技术中，要实现复杂的船体外板的自动化加工，其核心是如何解决的水火弯板加工时焰道轨迹的规划问题，以及加热时加热参数的制定问题。其中对于加热参数的制定问题，已有不少研究机构通过有限元分析和实验测试方式较好的解决这一问题。然而对于焰道轨迹的规划问题，虽然已提出不少方法如曲面展开、支持向量机和角变形等，但这些方法都存在一定的局限性无法适用于实际的船体外板加工中。因此，如何能够把握最基本的水火弯板生产现场操作经验，将经验工人的加工工程过程变成计算机可计算和可操作的流程，实现复杂的船体外板的自动化加工，是现今急需解决的问题

发明内容

本发明的目的是提供一种船体外板的焰道轨迹生成方法及装置，以分析经验工人对船体复杂外板加工时的每一个工艺环节作为基础，通过计算机模拟各个加工环节，实现复杂的船体外板的焰道轨迹的自动规划。

为解决上述技术问题，本发明提供一种船体外板的焰道轨迹生成方法，包括：

对船体外板的加工曲面和目标曲面进行肋骨线提取，获取加工曲面和目标曲面各自对应的肋骨线；其中，肋骨线为加工曲面和目标曲面上同一行或同一列的网格点数据构成的线段；

将每条肋骨线投影到二维平面，以每条肋骨线各自对应的肋骨线投影曲线的上的投影点和切线斜率为特征值，获取每条肋骨线投影曲线的特征值序列；

根据加工曲面和目标曲面各自对应的肋骨线投影曲线的特征值序列，获取加工曲面对应的肋骨线投影曲线上的焰道关键点；

将加工曲面对应的肋骨线投影曲线上的焰道关键点逆投影到加工曲面，并根据加工曲面的肋骨线提取方式和目标曲面的板型，生成船体外板的焰道轨迹。

可选的，所述对船体外板的加工曲面和目标曲面进行肋骨线提取，获取加工曲面和目标曲面各自对应的肋骨线，包括：

在船体外板的加工曲面和目标曲面的边界上生成预设数量的等分点；

根据等分点对加工曲面和目标曲面进行网格划分，获取网格点数据；

提取加工曲面和目标曲面同一行的网格点数据，获取加工曲面和目标曲面各自对应的肋骨线。

可选的，所述将每条肋骨线投影到二维平面，以每条肋骨线各自对应的肋骨线投影曲线的上的投影点和切线斜率为特征值，获取每条肋骨线投影曲线的特征值序列，包括：

将肋骨线的起点投影到二维平面的(0,0)点；