一种铝材产品高精度加工方案确定方法和系统

摘要

本发明涉及铝材加工领域，公开了一种铝材产品高精度加工方案确定方法和系统，其技术方案要点是包括如下步骤：获取待加工产品参数和加工工艺数据；根据待加工产品的参数生成产品三维模型；将产品三维模型和预先构建好的加工装置三维模型进行合成，得到产品加工测试模型；根据加工工艺数据对产品加工测试模型进行动态加工模拟；根据动态加工模拟的过程选择确定若干初步加工方案；将初步加工方案导入加工装置的处理控制系统，并分别测试运行所有初步加工方案；根据实际运行结果根据实际加工需求选择出最优加工方案。

说明书

技术领域

本发明涉及铝材加工领域，更具体地说，它涉及一种铝材产品高精度加工方案确定方法和系统。

背景技术

铝材产品，一般指铝型材，即铝合金型材，具有良好的抗腐蚀性，铝型材的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/cm3，8.93g/cm3)，的1/3。在大多数环境条件下，包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性。具有优良的电导率，铝型材由于它的优良电导率而常被选用，在重量相等的基础上，铝的电导率近于铜的1/2。铝合金的热导量率大约是铜的50-60％，这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。铝型材是非铁磁性的，这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。铝型材是不能自燃的，这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。铝型材的可加工性是优良的。在各种变形铝合金和铸造铝合金中，以及在这些合金产出後具有的各种状态中，机加工特性的变化相当大，这就需要特殊的机床或技术。铝具有极高的回收性，再生铝的特性与原生铝几乎没有区别。

在实际的铝材产品产业中，已经形成了高度自动化的作业，但是有待加工产品和加工装置的情况下，还需要设置好相应的自动化加工方案，才能使得加工装置按照加工方案自动化的完成对待加工产品的加工，目前的加工方案都是依赖于相应技术人员的经验来设置，在设置一个新开发产品的加工方案过程中，需要人工不断调试加工参数，并根据参数进行加工测试，经过大量的测试才能得出最终的加工方案，这样的加工方案确定过程速度慢，且需要经过大量的测试，耗材成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝材产品高精度加工方案确定方法和系统，能够对加工装置和代加工产品进行三维模型的构件和动态模拟，在对经过动态模拟得到的初步加工方案进行测试，高效、准确以及低成本的得到最终的最优加工方案。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝材产品高精度加工方案确定方法，包括如下步骤：

获取待加工产品参数和加工工艺数据；

根据待加工产品的参数生成产品三维模型；

将产品三维模型和预先构建好的加工装置三维模型进行合成，得到产品加工测试模型；

根据加工工艺数据对产品加工测试模型进行动态加工模拟；

根据动态加工模拟的过程选择确定若干初步加工方案；

将初步加工方案导入加工装置的处理控制系统，并分别测试运行所有初步加工方案；

根据实际运行结果根据实际加工需求选择出最优加工方案。

作为本发明的一种优选技术方案，所述待加工产品参数包括待加工产品的形状尺寸参数、各区域材料强度参数。

作为本发明的一种优选技术方案，所述加工工艺数据包括加工方式、加工器械、加工部位、加工深度。

作为本发明的一种优选技术方案，加工装置三维模型的构建过程为：获取并存储加工装置参数，根据加工装置参数构建加工装置三维模型。

作为本发明的一种优选技术方案，所述加工装置参数包括各组成器件的形状尺寸参数、配合运行性能参数。

作为本发明的一种优选技术方案，在测试运行初步加工方案时，通过处理控制系统控制初步加工方案运行的暂停、运行速度以及中止。

作为本发明的一种优选技术方案，在测试运行加工方案时，通过处理控制系统对初步加工方案进行方案调整。

作为本发明的一种优选技术方案，所述处理控制系统设置有存储模块，用于存储所有的初步加工方案。

一种铝材产品高精度加工方案确定系统，包括：

参数获取模块，用于获取待加工产品参数和加工工艺数据；

三维模型生成模块，用于根据待加工产品的参数生成产品三维模型；将产品三维模型和预先构建好的加工装置三维模型进行合成，得到产品加工测试模型；

三维模型驱动模块，用于根据加工工艺数据对产品加工测试模型进行动态加工模拟；

初步方案确定模块，用于根据动态加工模拟的过程选择确定若干初步加工方案；

实际测试运行模块，用于将初步加工方案导入加工装置的处理控制系统，并分别测试运行所有初步加工方案；

最优加工方案确定模块，用于根据实际运行结果根据实际加工需求选择出最优加工方案。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过对待加工产品和加工装置建立三维模型，并根据对应的加工工艺数据对三维模型进行动态加工模拟，得到对应的加工方案；通过准确的待加工产品参数、加工工艺数据加工装置参数，使得在动态加工模拟时将加工过程更真实的模拟出来，使得得出的加工方案更加和实际贴合，使得动态加工模拟得出的加工方案更加可靠，且在动态加工模拟的过程中，初步筛选出可行性高的初步加工方案，排除掉不可行和效果差的加工方案，缩小需要实际测试运行的加工方案的数量，减小实际测试运行成本；

在得出初步加工方案的基础上，再利用实际的加工装置和待加工产品进行初步加工方案的测试加工，同时在测试加工的过程中实时调整加工方案，进一步优化加工方案，使得测试结果更优；当所有的初步加工方案都测试完成后，根据测试运行的加工效果、加工效率以及机器损耗等，确定出最优加工方案。通过层层的优化筛选，使得最后得出的最优加工方案具有更好的可行性、加工效果，且最终进行测试的方案已经经过筛选，使得最优加工方案确定的成本更低、更适合于实际生产时的加工方案确认。

附图说明

图1是本发明的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种铝材产品高精度加工方案确定系统，包括对应连接的：参数获取模块、三维模型生成模块、三维模型驱动模块、初步方案确定模块，实际测试运行模块以及最优加工方案确定模块；其对应的方法步骤如下：

S1、通过参数获取模块，获取待加工产品参数和加工工艺数据；待加工产品参数包括待加工产品的形状尺寸参数、各区域材料强度参数；加工工艺数据包括加工方式、加工器械、加工部位、加工深度。

在此步骤获取待加工产品的形状尺寸参数，是为了方便构建待加工产品的三维模型，使得构建好的产品三维模型是与待加工产品实际的外形所贴合，获取待加工产品各区域材料强度参数，能够充分了解到待加工产品各个区域的力学性能，以便于在进行动态加工模拟和实际的测试加工的过程和结果更贴近，从而使得动态加工模拟的可靠度更高。

在此步骤获取加工工艺参数，是为了了解要对待加工产品做何种处理，例如要在待加工产品的什么部位，做出什么处理，采用什么器械，加工到何种程度；具体的还要根据实际加工需要选取具体的加工工艺参数，以便充分了解到要对待加工产品如何处理，也是为了更加真实的模拟对待加工产品的加工过程，使得得出的加工方案更加和实际贴合，减少实际对模拟出的加工方案的调试工作，更有利于实际的使用。

S2、通过三维模型生成模块，根据待加工产品的参数生成产品三维模型；此步骤是通过三维建模工具完成，形成待加工产品的产品三维模型；

S3、通过三维模型生成模块，将产品三维模型和预先构建好的加工装置三维模型进行合成，得到产品加工测试模型；加工装置三维模型的构建过程为：获取并存储加工装置参数，根据加工装置参数构建加工装置三维模型。加工装置参数包括各组成器件的形状尺寸参数、配合运行性能参数。

此步骤中也是通过三维建模工具来完成，将产品三维模型和加工装置三维模型进行合成，提供加工装置对于待加工产品的模拟加工互动基础；同时由于加工装置是服务于多种不同的待加工产品的，所以提前要构建好加工装置的三维模型，以便于在需要对不同的待加工产品进行加工时，可以及时的调用加工装置的三维模型，使待加工产品和加工装置的三维模型可以统一，便于后续动态加工模拟工作。

在构建加工装置三维模型时，需要获取加工装置中各组成器件的形状尺寸参数、配合运行性能参数，获取各组成器件的形状尺寸参数，是用于构建出与实际加工装置更贴近的三维模型，获取各组成器件的配合运行性能参数，能够在动态加工模拟时将更加真实的模拟对待加工产品的加工过程，使得得出的加工方案更加和实际贴合，使得动态加工模拟得出的加工方案更加可靠。

S4、通过三维模型驱动模块，根据加工工艺数据对产品加工测试模型进行动态加工模拟；此步骤中，采用能够进行力学计算的动态模拟工具，从而能够在动态加工模拟时，将加工装置和待加工产品的力学性能考虑到，使得动态加工模拟的状态和结果更接近与实际运行情况。

S5、通过初步方案确定模块，根据动态加工模拟的过程选择确定若干初步加工方案；在进行动态加工模拟时，会根据加工工艺数据进行相应加工动作模拟、加工顺序模拟、组成器件之间配合模拟以及最终加工效果模拟，由于会有不同的加工顺序、组成器件的配合以及加工器件的替换等，所以会有不同的加工方案，这时在所有可能的加工方案被动态模拟之后，就可以根据最终加工效果模拟的结果，选择出可行性较高的加工方案作为初步加工方案。在此步骤就对所有的加工方案进行初步的筛选，排除掉不可行和效果差的加工方案，缩小需要实际测试运行的加工方案的数量，减小实际测试运行成本，有利于实际应用。

S6、通过实际测试运行模块，将初步加工方案导入加工装置的处理控制系统，并分别测试运行所有初步加工方案；在测试运行初步加工方案时，通过处理控制系统控制初步加工方案运行的暂停、运行速度以及中止。在测试运行加工方案时，通过处理控制系统对初步加工方案进行方案调整；处理控制系统设置有存储模块，用于存储所有的初步加工方案。

将初步加工方案导入处理控制系统后，选定某个初步加工方案进行测试运行时，先由工作人员根据具体的加工装置的实际参数，对该初步加工方案进行测试前的方案调整；在处理控制系统控制整个加工装置和待加工产品实际测试运行初步加工方案的过程中，由工作人员实时查看监控该测试过程，并根据实际测试加工过程调整运行速度、暂停和终止测试，以便于根据实际的测试状态实时调整该初步加工方案，使其获得更好的加工效果；

S7、最优加工方案确定模块，根据实际运行结果根据实际加工需求选择出最优加工方案。当所有的初步加工方案都被测试运行后，根据测试运行的加工效果、加工效率以及机器损耗等，确定最优加工方案。

本发明的工作原理和优势为：通过对待加工产品和加工装置建立三维模型，并根据对应的加工工艺数据对三维模型进行动态加工模拟，得到对应的加工方案；通过准确的待加工产品参数、加工工艺数据加工装置参数，使得在动态加工模拟时将加工过程更真实的模拟出来，使得得出的加工方案更加和实际贴合，使得动态加工模拟得出的加工方案更加可靠，且在动态加工模拟的过程中，初步筛选出可行性高的初步加工方案，排除掉不可行和效果差的加工方案，缩小需要实际测试运行的加工方案的数量，减小实际测试运行成本；

在得出初步加工方案的基础上，再利用实际的加工装置和待加工产品进行初步加工方案的测试加工，同时在测试加工的过程中实时调整加工方案，进一步优化加工方案，使得测试结果更优；当所有的初步加工方案都测试完成后，根据测试运行的加工效果、加工效率以及机器损耗等，确定出最优加工方案。通过层层的优化筛选，使得最后得出的最优加工方案具有更好的可行性、加工效果，且最终进行测试的方案已经经过筛选，使得最优加工方案确定的成本更低、更适合于实际生产时的加工方案确认。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。