逆直线方式驱动数控冷弯机加工船舶型材零件的方法

摘要

本发明公开了一种逆直线方式驱动数控冷弯机加工船舶型材零件的方法，包括软件系统以及由软件系统驱动的数控冷弯机。其中，本发明的软件系统通过开发逆直线数据与数控肋骨冷弯机的接口，解决了逆推算法的关键技术，实现了逆直线方式下的数控肋骨冷弯加工方法，提供了逆直线方式下船舶设计的新手段。本发明的方法具有如下优点：采用了国际上更为通用的逆直线数据作为数控冷弯机的输入数据，从根本上提高了数控设备的通用性。研制了船舶行业逆直线数据的反推核心算法，推进了船舶行业整体水平的提高。

主权项

1、一种逆直线方式驱动数控冷弯机加工船舶型材零件的方法，通过软件系统驱动数控冷弯机实现零件加工；其特征在于，所述软件系统的实现过程包括如下步骤：(S1)准确读取数据，所述数据包括逆直线数据、内孔的位置数据、端头角隅形式数据、型材长度数据、型材规格数据、左右舷信息数据和零件方向信息数据；(S2)保留逆直线中的直线段，去除多余拐点；(S3)在假想条件下建立模型，创建目标函数，求解目标函数的最优解；具体步骤如下：(S31)将模型假想为：中和轴上点与逆直线上对应点间距保持不变，中和轴长度保持不变，弯曲前后型材保持直纹性，直纹与中和轴始终保持垂直关系；从而，假想一系列长度不变的杆组成中和轴，并且以相邻杆间的连接处为铰点构成可旋转的臂；其中铰点为逆直线采样点向中和轴做垂线所得垂足；(S32)基于上述假设，固定一端，将型材逐步弯转，设整体弯转一次中和轴的偏转角为θ＝(θ1，θ2…θn)，其中各个分量为中和轴上两点连线与水平方向的交角；对应于中和轴上的点的坐标g(θ)＝(g1(θ)，g2(θ)，g3(θ)，…)，其中，初始为水平线；根据假设由中和轴各铰点坐标算出逆直线上的点的坐标f(θ)＝(f1(θ)，f2(θ)，f3(θ)，…)，最终将逆直线上的点的坐标表示为角度的函数；根据相邻三点构成三角形的面积平方的和利用最小面积建立目标函数area＝∑area(fi-1，fi，fi+1)2，当此目标函数取极小值为0时，逆直线变成直线；(S33)求解上述目标函数的最优解，从而当逆直线变成直线时，根据中和轴与型材的边界是等距曲线，利用几何关系获取型材边界点；(S4)对上述边界点列进行保凸性修正，通过去除多余拐点保证边界点列的光顺性；(S5)对修正后的点列进行双圆弧样条插值计算；(S6)对双圆弧样条进行光顺；(S7)水平方向上基于内孔以及角隅比在某两个逆直线点之间的事实，计算内孔以及角隅在型材弯曲之后边界上的投影位置；(S8)计算起始点和终点的投影位置；(S9)按照数控肋骨冷弯机接口数据文件的格式，生成驱动数控冷弯机的接口数据文件。