一种爆炸逻辑网络精密装药方法及系统

摘要

本发明公开了一种爆炸逻辑网络精密装药方法及系统，改变了传统单一采用挤注装药或者单一等静压装药的方式，先采用微挤注装药，初步完成挤注装药的爆炸逻辑网络板再进行等静压装药，通过等静压法将挤注装药后的爆炸网络进行二次加压能显著提高装药的密度、能量强度以及装药一致性。另外，采用机器视觉的方法完成爆炸逻辑网络板自动装药，解决了传统人工挤注本质安全性不高、效率低的问题，同时挤注精度高。

说明书

技术领域

本发明涉及弹药装药生产技术领域，特别是涉及一种可以实现微挤注与等静压复合装药的爆炸逻辑网络精密装药方法及系统。

背景技术

爆炸逻辑网络是一种利用炸药的非常规爆轰特性而实现的传爆序列，通常由多种爆炸逻辑元件和输入、输出火工品等组成，通过爆炸逻辑元件与炸药之间的连接来调整爆轰波形和方向实现对战斗部的引爆、控制，具有布尔逻辑判断能力和类似电路的信号处理功能，实现延期引爆、控制爆破等，主要用于引信安全控制系统和定向战斗部等武器系统(如鱼雷、防空反导导弹、空空导弹、多用途智能雷等)，其可以在不改变战斗部外型和尺寸、不改变装药品种的条件下大幅度提高毁伤概率，也可以代替常规的机电或机械保险和解除保险机构实现安全逻辑控制。爆炸逻辑网络能实现从一点到多点的信号传输，具有自选择性、多功能、低成本、高响应和抗干扰等优点，具有广泛的应用价值。

随着武器弹药对控制精度和可靠性要求的不断提高，爆炸逻辑网络结构越来越复杂，对爆炸逻辑网络装药的能量性能输出和装药工艺提出了更高要求：一方面要求爆炸逻辑网络能量输出高，另一方面要求装药精度高、简单可控易行，但传统装药方法如挤抹、压装、铸装等很难适用于复杂爆炸逻辑网络和微型爆炸逻辑网络的装药需求。在药剂配方已经确定的条件下，装药方法直接决定装药精度、爆轰传播的可靠性、爆轰传播速度的一致性。因此提供一种适用于爆炸逻辑网络装药的新型装药工艺方法是发展新型爆炸逻辑网络装药的有效途径。

爆炸逻辑网络具有小尺寸、大长径比、多拐角的结构特点，国内爆炸逻辑网络装药常见的有挤抹法、丝网印刷法、气相沉积法、刻条填充法、精密压装法、挤注法等。挤抹法操作简单，但装药密度低，分布的一致性差、随机性大；丝网印刷法所用油墨炸药能量较低，炸药线路印刷过程较繁复，装药周期长；气相沉积法主要用于小型精密的爆炸网络，装药均匀，但薄膜炸药的制备、剪裁及装填相对复杂；刻条填充法、精密压装法是国内常采用的装药技术，装药密度高且均匀，但共同突出缺点是不易对沟槽截面尺寸小、结构复杂的爆炸网络装药。此外，填充法对药条尺寸极为严格，精度不好控制，药条填充后与沟槽壁面易存在间隙，且节点处极易连接不实导致熄爆；压装法所用炸药须是粗细适中、流散性好的球型化造成粉，且装药感度高，药体边缘相对粗糙。挤注法具有可直接将炸药挤注到任意形状与结构的网络沟槽成型的特点，是国内深入研究更为可靠的逻辑起爆网络装药工艺，但挤注装药具有一定操作难度，装药质量与挤注压力大小密切相关。

目前爆燃逻辑网络常用的装药工艺方法虽然取代了部分人员操作工序，解决了局部安全性和产品一致性问题，但随着起爆控制精度的提高，爆炸逻辑网络结构越复杂和临界直径的要求越小，现有装药方法仍存在装药密度低、分布一致性差、生产本质安全性不高等共性问题，已经不能完全满足新型定向武器弹药安全高效毁伤的发展需求。

因此，采用何种装药方法何实现兼顾多种尺寸的爆炸逻辑网络结构、适用炸药范围广、装药工艺过程简单易控、装药过程本质安全度高是行业急需解决的难点。是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种爆炸逻辑网络精密装药方法及系统。满足了复杂和微型爆炸逻辑网络装药的药剂高精度计量、装药密度高一致性、装药过程高安全性的要求，提升了爆炸逻辑网络装药质量和生产过程本质安全性，为定向武器弹药的使用安全性、可靠性和毁伤效率提供了技术支撑。

本发明提供了如下方案：

一种爆炸逻辑网络精密装药方法，包括：

构建微挤注成型的温度、压力、挤注速率曲线以及温度、压力、密度曲线；

构建等静压成型的加压速率、保压时间、装药密度曲线；

根据所述温度、压力、挤注速率曲线以及所述温度、压力、密度曲线确定微挤注成型的最佳工艺参数，并根据所述加压速率、保压时间、装药密度曲线确定等静压成型的最佳工艺参数；

构建爆炸逻辑网络CAD模型；

根据所述爆炸逻辑网络CAD模型对挤注装药路径进行规划，确定最佳挤注路线；

对所述爆炸逻辑网络的沟槽进行定位和对接，根据所述微挤注成型的最佳工艺参数进行微挤注装药；

将完成微挤注装药的爆炸逻辑网络板进行抽真空密封，放入所述等静压成型的压力容器中；

根据所述等静压成型的最佳工艺参数进行等静压压药。

优选地：根据选用的传爆药流变性能，对传爆药药浆在针筒模具挤注中的状态变化和压装过程中药剂的密度走向趋势进行仿真分析，构建获得所述温度、压力、挤注速率曲线以及所述温度、压力、密度曲线。

优选地：对药条形变、压力、内部温度分布进展仿真分析，构建获得所述加压速率、保压时间、装药密度曲线。

优选地：采用试验验证方式确定所述微挤注成型的最佳工艺参数以及所述等静压成型的最佳工艺参数。

优选地：所述微挤注成型的工艺参数包括挤注温度、挤注压力、药浆挤注速度。

优选地：所述等静压成型的工艺参数包括等静压压力、加压速率、保压时间、泄压速率。

优选地：采用机器视觉对所述爆炸逻辑网络沟槽挤注点进行识别寻点，构建获得所述爆炸逻辑网络CAD模型。

优选地：采用高精度伺服平台联动系统对所述爆炸逻辑网络的沟槽进行定位和对接。

一种爆炸逻辑网络精密装药系统，包括：

第一构建单元，用于构建微挤注成型的温度、压力、挤注速率曲线以及温度、压力、密度曲线；

第二构建单元，用于构建等静压成型的加压速率、保压时间、装药密度曲线；

最佳工艺参数确定单元，用于根据所述温度、压力、挤注速率曲线以及所述温度、压力、密度曲线确定微挤注成型的最佳工艺参数，并根据所述加压速率、保压时间、装药密度曲线确定等静压成型的最佳工艺参数；

第三构建单元，用于构建爆炸逻辑网络CAD模型；

最佳挤注路线确定单元，用于根据所述爆炸逻辑网络CAD模型对挤注装药路径进行规划，确定最佳挤注路线；

微挤注装药单元，用于对所述爆炸逻辑网络的沟槽进行定位和对接，根据所述微挤注成型的最佳工艺参数进行微挤注装药；

转移单元，用于将完成微挤注装药的爆炸逻辑网络板进行抽真空密封，放入所述等静压成型的压力容器中；

等静压压药单元，用于根据所述等静压成型的最佳工艺参数进行等静压压药。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本申请实施例提供的一种爆炸逻辑网络精密装药方法及系统，改变了传统单一采用挤注装药或者单一等静压装药的方式，先采用微挤注装药，初步完成挤注装药的爆炸逻辑网络板再进行等静压装药，通过等静压法将挤注装药后的爆炸网络进行二次加压能显著提高装药的密度、能量强度以及装药一致性。

另外，在优选的实施方式下，采用机器视觉的方法完成爆炸逻辑网络板自动装药，解决了传统人工挤注本质安全性不高、效率低的问题，同时挤注精度高。

另外，在另一种优选的实施方式下，通过仿真分析手段优化挤注装药和等静压压药两个阶段的最佳工艺参数，解决了传统依靠人工经验和基于试验的枚举法来设定工艺参数，提高了爆炸逻辑网络装药的质量一致性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种爆炸逻辑网络精密装药方法的工艺流程图；

图2是本发明实施例提供的一种爆炸逻辑网络精密装药方法的实现过程流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种爆炸逻辑网络精密装药方法，如图1所示，该方法可以包括：

构建微挤注成型的温度、压力、挤注速率曲线以及温度、压力、密度曲线；具体的，根据选用的传爆药流变性能，对传爆药药浆在针筒模具挤注中的状态变化和压装过程中药剂的密度走向趋势进行仿真分析，构建获得所述温度、压力、挤注速率曲线以及所述温度、压力、密度曲线。

构建等静压成型的加压速率、保压时间、装药密度曲线；具体的，对药条形变、压力、内部温度分布进展仿真分析，构建获得所述加压速率、保压时间、装药密度曲线。

根据所述温度、压力、挤注速率曲线以及所述温度、压力、密度曲线确定微挤注成型的最佳工艺参数，并根据所述加压速率、保压时间、装药密度曲线确定等静压成型的最佳工艺参数；具体的，采用试验验证方式确定所述微挤注成型的最佳工艺参数以及所述等静压成型的最佳工艺参数。所述微挤注成型的工艺参数包括挤注温度、挤注压力、药浆挤注速度。所述等静压成型的工艺参数包括等静压压力、加压速率、保压时间、泄压速率。

构建爆炸逻辑网络CAD模型；具体的，采用机器视觉对所述爆炸逻辑网络沟槽挤注点进行识别寻点，构建获得所述爆炸逻辑网络CAD模型。

根据所述爆炸逻辑网络CAD模型对挤注装药路径进行规划，确定最佳挤注路线；

对所述爆炸逻辑网络的沟槽进行定位和对接，根据所述微挤注成型的最佳工艺参数进行微挤注装药；具体的，采用高精度伺服平台联动系统对所述爆炸逻辑网络的沟槽进行定位和对接。

将完成微挤注装药的爆炸逻辑网络板进行抽真空密封，放入所述等静压成型的压力容器中；

根据所述等静压成型的最佳工艺参数进行等静压压药。

本申请实施例采用微挤注-等静压复合装药方法实现爆炸逻辑网络精密装药，微挤注法具有可直接将炸药挤压浇注到任意形状与结构的爆炸逻辑网络沟槽并就地固化的特点，其结构可塑性高，变批生产简单，但存在生成的网络药柱密度低、能量水平低、装药一致性差等缺点。等静压技术是把被加工物体放置于盛满液体的密闭容器中，通过增压系统进行逐步加压对物体的各个表面施加以相等的压力，使其在不改变外观形状的情况下缩小分子间的距离增大密度而改善物质的物理性质。通过等静压法将挤注装药后的爆炸网络进行二次加压能显著提高装药的密度、能量强度以及装药一致性。

本申请实施例提供的爆炸逻辑网络精密装药方法，首先基于非线性仿真技术、爆轰仿真技术等仿真技术模拟分析传爆药在针筒模具中受挤压时的流动状态，在等静压作用下传爆药在爆炸逻辑网络中的受压状态，针对装药工艺中如温度、压力等关键工艺参数进行优化；其次采用机器视觉对爆炸逻辑网络沟槽挤注点进行自动寻点，高精度伺服平台联动系统进行爆炸逻辑网络沟槽的定位和对接；然后采用定压限容挤注方式，将药浆按照优化路径注射于沟槽中，并维持一定压力，当达到设定的压力值和容量值时，药浆停止挤注，保压一段时间后，泄压完成初步挤注装药；最后采用等静压成型装置完成最终的爆炸网络装药。

本申请实施例提供的方法为微挤注-等静压复合装药方法，与传统单一采用挤注装药或者单一等静压装药的方式不同，先采用微挤注装药，初步完成挤注装药的爆炸逻辑网络板再进行等静压装药。

同时，该方法基于非线性仿真技术、爆轰仿真技术等仿真技术模拟分析传爆药在针筒模具中受挤压时的流动状态，在等静压作用下传爆药在爆炸逻辑网络中的受压状态，针对装药工艺中如温度、压力等关键工艺参数进行优化，再经试验验证后确定微挤注装药、等静压成型过程最佳工艺参数。

另外，该方法采用机器视觉的方式，对爆炸逻辑网络沟槽挤注点进行自动识别后构建爆炸逻辑网络CAD模型，通过智能算法对挤注装药的路径进行优化，得出最优路径进行挤注装药。

参见图2，本申请实施例提供的方法在具体实现过程如下：

S1：微挤注成型仿真：根据选用的传爆药流变性能，对传爆药药浆在针筒模具挤注中的状态变化和压装过程中药剂的密度走向趋势进行仿真分析，构建温度-压力-挤注速率曲线、温度-压力-密度曲线。

S2：等静压成型仿真：针对等静压压药的加压、保压、泄压三大过程，对药条形变、压力、内部温度分布进展仿真分析，构建加压速率-保压时间-装药密度曲线。

S3：确定最优工艺参数：根据S1、S2步骤仿真结果，经试验验证后确定微挤注装药、等静压成型过程最佳工艺参数。其中微挤注装药工艺参数包括挤注温度、挤注压力、药浆挤注速度；等静压成型工艺参数包括等静压压力、加压速率、保压时间、泄压速率。

S4：构建爆炸逻辑网络CAD模型：采用机器视觉，对爆炸逻辑网络沟槽挤注点进行自动识别寻点，构建爆炸逻辑网络CAD模型。

S5:规划最优挤注装药路径：根据S4构建的爆炸逻辑网络CAD模型，通过智能算法对挤注装药路径进行规划，确定最佳挤注路线，提升装药效率。

S6：定压限容微挤注装药：采用高精度伺服平台联动系统进行爆炸逻辑网络沟槽的定位和对接，根据S3步骤确定的最优挤注温度、挤注压力、药浆挤注速度进行微挤注装药。

S7：爆炸逻辑网络板真空密封：对初步完成挤注装药的爆炸逻辑网络板进行抽真空密封，放入等静压系统的压力容器中。

S8：等静压成型：按照等静压系统的加压-保压-泄压-减压工艺流程，根据S3步骤确定的等静压压力、加压速率、保压时间、泄压速率进行等静压压药。

S9：取出爆炸网络板，完成爆炸逻辑网络装药。

总之，本申请提供的爆炸逻辑网络精密装药方法，改变了传统单一采用挤注装药或者单一等静压装药的方式，先采用微挤注装药，初步完成挤注装药的爆炸逻辑网络板再进行等静压装药，通过等静压法将挤注装药后的爆炸网络进行二次加压能显著提高装药的密度、能量强度以及装药一致性。

同时，采用机器视觉的方法完成爆炸逻辑网络板自动装药，解决了传统人工挤注本质安全性不高、效率低的问题，同时挤注精度高。

另外，通过仿真分析手段优化挤注装药和等静压压药两个阶段的最佳工艺参数，解决了传统依靠人工经验和基于试验的枚举法来设定工艺参数，提高了爆炸逻辑网络装药的质量一致性。

本申请实施例还可以提供一种爆炸逻辑网络精密装药系统，该系统可以包括：

第一构建单元，用于构建微挤注成型的温度、压力、挤注速率曲线以及温度、压力、密度曲线；

第二构建单元，用于构建等静压成型的加压速率、保压时间、装药密度曲线；

最佳工艺参数确定单元，用于根据所述温度、压力、挤注速率曲线以及所述温度、压力、密度曲线确定微挤注成型的最佳工艺参数，并根据所述加压速率、保压时间、装药密度曲线确定等静压成型的最佳工艺参数；

第三构建单元，用于构建爆炸逻辑网络CAD模型；

最佳挤注路线确定单元，用于根据所述爆炸逻辑网络CAD模型对挤注装药路径进行规划，确定最佳挤注路线；

微挤注装药单元，用于对所述爆炸逻辑网络的沟槽进行定位和对接，根据所述微挤注成型的最佳工艺参数进行微挤注装药；

转移单元，用于将完成微挤注装药的爆炸逻辑网络板进行抽真空密封，放入所述等静压成型的压力容器中；

等静压压药单元，用于根据所述等静压成型的最佳工艺参数进行等静压压药。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加上必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。