[发明专利]一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法

说明书

本发明公开了一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，包括以下步骤：S1：分析船舶装焊过程关联信息集，确定船舶装焊特征基本类型；S2：基于机器学习算法构建输入船舶装焊特征参数集与输出工艺质量集间的映射模型，确定装焊特征与工艺质量关系；S3：利用映射模型确定船舶装焊工艺稳定性窗口，并基于装焊规则以及装焊工艺序列构建船舶装焊案例库；S4：将目标案例的待装焊特征进行微特征划分，并在船舶装焊案例库识别与之匹配的相似微特征，输出船舶装焊工艺序列，并更新船舶装焊案例库。本发明可以提高船舶装焊工艺水平与质量均匀性要求，减少零件返工率及不及格率。

技术领域

本发明涉及船舶焊接技术领域，特别涉及一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法。

背景技术

船舶装焊是船舶制造的关键环节，其水平的高低直接影响着船舶建造的成本、质量以及周期。因此，如何根据船舶装焊特征参数，实现船舶装焊工艺设计是亟待解决问题。

北京航天航天大学郑联语教授等人针对目前船舶装焊工艺设计设计水平低、可靠性不足等问题，设计开发了基于三维CAD的船体集成装焊工艺准备系统，实现了船体装焊工艺快速设计。上海交通大学范秀敏教授等人创建了基于产品模型、工艺信息模型、资源模型的分段装焊工艺仿真模型，并借助此模型模拟船舶装焊过程，分析其中潜在问题，为船舶装焊工艺设计提供参考。中国专利CN109145384A公开了一种装焊三维工艺设计系统，由制造工艺管理系统、CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统和典型工艺知识库相集成，该方法实现了装焊工艺的快速和低成本设计，增强了企业竞争力。可以看出现有研究多集中于船舶整体装焊模型的设计，忽视了船舶装焊特征与装焊质量之间的内在联系，且未考虑船舶装焊过程基本特征对装焊质量的影响，从而导致质量控制不到位，未能有效对船体建造质量的均匀性进行控制。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法。本发明可以提高船舶装焊工艺水平与质量均匀性要求，减少零件返工率及不及格率。

本发明的技术方案：一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，包括以下步骤：

S1：分析船舶装焊过程关联信息集，确定船舶装焊特征基本类型；

S2：基于机器学习算法构建输入船舶装焊特征参数集与输出工艺质量集间的映射模型，确定装焊特征与工艺质量关系；

S3：利用映射模型确定船舶装焊工艺稳定性窗口，并基于装焊规则以及装焊工艺序列构建船舶装焊案例库；

S4：将目标案例的待装焊特征进行微特征划分，并在船舶装焊案例库识别与之匹配的相似微特征，输出船舶装焊工艺序列，并更新船舶装焊案例库。

上述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，步骤S1中，所述船舶装焊过程关联信息集包括零件间的装配类型、配合关系、焊接属性、相互约束及装配操作方式；

所述船舶装焊特征基本类型包括零件级特征、关联功能级特征和工艺级特征；所述船舶装焊的特征的数学表达式为：

；

式中，表示零件级特征；表示关联功能级特征；表示工艺级特征。

前述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，所述船舶装焊特征参数集包括零件类型参数、形状参数、尺寸参数、位置参数、方向参数、材料参数、装配长度参数和焊接长度参数；所述输出工艺质量集包括装焊整体外形、焊接缺陷、焊缝外观和焊缝力学性能。

前述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，步骤S3中，所述工艺稳定性窗口的构建过程为，利用映射模型进行局部敏感度计算，获得工艺质量对船舶装焊特征参数的局部敏感度，局部敏感度计算如下：