多压头成形技术数据接口软件设计

摘要

目前船厂使用的双曲度船体外板的水火弯板技术,已不能够适应造船生产的自动化、数字化和绿色生产的发展要求。为此我们提出了一种板料柔性成形的新方法即非对压多压头冲压成形技术。其基本思想是由高度可调的基本体代替整体模具组成基本体群,通过调节各基本体高度生成各种不同的曲面形状实现可重构模具成形。多压头成形技术数据接口软件的开发对多压头成形设备实现数字化、自动化起着桥梁的作用。它主要包括外板加工数据接口以及加工数据后处理两大模块,加工数据后处理又包括外板零件可视化和压头调形高度计算两部分。本文围绕着多压头成形技术接口软件的设计展开研究,主要的研究内容包括:
　　1)阐述了复杂曲度船体外板加工的现状,结合适用于板类加工的可重构模具的发展历史,介绍了非对压活络方形压头成形技术原理,分析了非对压成形技术的特性以及成形效果。通过成形试验表明利用非对压多压头成形装置进行板类成形加工压痕小,无皱折。
　　2)研究了HD-SHM2000软件系统生成的船体外板加工数据特点,提出了提取相关加工数据的方法。在此基础上设计了HD-SHM2000软件系统与多压头CAD/CAM软件的数据接口,实现了两者之间的数据文件的无缝连接,为实现精确加工提供了数据上的支持。
　　3)完成了基于Visual C++编程平台的软件界面设计,并且结合OpenGL绘图技术,实现了人机互动的操作。
　　4)介绍了非均匀B样条曲线的数学模型、性质及其生成计算。根据实际问题编写了具有较高计算精度的非均匀B样条曲线的插值程序,并利用其完成对外板零件表面的曲面造型,借助于OpenGL的核心函数实现图形的绘制,实现加工工件的可视化。
　　5)计算方形压头调形高度是多压头成形数据接口后处理模块不可缺少的一部分。本文利用曲面造型的曲线数学表达式结果解决了下模各个压头高度的计算问题,并且经过精度对比分析表明计算精度达到了工程实际的要求。

目录

摘要

Abstract

第1章 引言

1.1 船体外板成形加工现状

1.2 多压头成形技术

1.2.1 多压头成形技术的发展

1.2.2 SKWB船舶三维数控弯板机

1.3 多压头成形设备控制系统

1.4 论文主要研究内容

1.5 课题来源

1.6 小结

第2章 船体外板零件加工数据接口模块设计

2.1 HD SHM2000系统软件生成加工信息

2.1.1 软件概述

2.1.2 HD-SHM2000工作思路

2.2 船体外板零件加工信息生成实例

2.2.1 型线光顺

2.2.2 全船结构线布置

2.2.3 活络样板调节表的生成

2.4 外板零件加工信息分析

2.4.1 活络样板调节表文件数据格式

2.4.2 肋位坐标文件数据格式分析

2.5 外板零件加工数据接口设计

2.6 小结

第3章 三次非均与B样条曲线插值

3.1 B样条曲线的定义与性质

3.1.1 B样条曲线的定义

3.1.2 B样条的递推定义及其性质

3.1.3 B样条曲线的性质

3.1.4 B样条曲线的分类

3.2 三次非均匀B样条曲线的反算插值算法

3.2.1 节点矢量的确定

3.2.2 德布尔算法

3.2.3 反算B样条插值曲线的控制点

3.3 三次非均匀B样条曲线插值的程序实现

3.3.1 非均匀B样条曲线反算插值

3.3.2 非均匀B样条曲线求值函数

3.4 非均匀B样条曲线拟合实例

3.5 小结

第4章 船体外板零件可视化的实现

4.1 MFC环境下基于OpenGL的编程

4.1.1 OpenGL的概述

4.1.2 构建基于OpenGL的MFC编程环境

4.2 多压头成形技术数据接口软件界面设计

4.3 船体外板零件的三维曲面构造

4.4 小结

第5章 压头调形高度计算

5.1 多压头成形设备调形过程

5.2 多压头成形的接触方式

5.3 压头调形高度计算

5.3.1 压头调形高度计算算法

5.3.2 计算结果精度分析

5.4 小结

第6章 结论与展望

6.1 全文工作总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目