一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统及生成方法与流程

1.本发明属于热管弯曲成形制造领域，具体涉及一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统及生成方法。


背景技术：

2.热管是一种导热性能优异的两相换热元件，在需要散热的工况下使用热管可有效提高散热系统的散热效率。随着高性能芯片技术的日益发展，芯片越来越呈现出高度集成化的特点，这对于芯片的散热系统提出了更高的要求。新型的散热系统必须更加的小巧，必须能够适应复杂的安装环境。因此，热管弯曲成形是热管生产过程中重要的一道工序。在实际生产过程中，手工折弯和数控折弯机折弯是常用的热管弯曲成形方式，而随着自动化设备的发展，数控折弯机折弯成为主要生产方式。热管数控弯曲成形过程中，工艺参数的选择决定了热管的成形质量，在实际生产过程中，往往需要操作人员在自身经验知识的基础上多次试验确定最佳工艺参数组合，从而完成数控程序的编制，效率低，成本高，且对操作人员的专业性要求较高。
3.综上所述，亟需提出一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，实现从弯曲热管三维模型到数控程序的自动化流程，解决当前热管弯曲成形数控程序编写困难、对操作人员要求较高的问题，降低生产成本，提高生产效率。


技术实现要素：

4.本发明所为了解决背景技术中存在的技术问题，目的在于提供了一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统及生成方法。
5.为了解决技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，所述系统包括：
7.热管弯曲特征参数提取模块，用于对step文件格式热管三维模型进行信息提取，依次获取热管的管径以及各个弯曲段的弯曲位置、弯曲半径和弯曲角度弯曲特征参数；
8.热管弯曲成形工艺数据库模块，包括热管弯曲成形工艺参数数据库和热管弯曲成形知识库；
9.热管弯曲成形工艺参数设计模块，用于在弯曲特征参数提取后，以提取的弯曲半径和弯曲角度为依据，基于热管弯曲成形知识库和弯曲成形工艺参数数据库，设计最佳工艺参数组合并输出；
10.热管弯曲成形结果预览模块，用于把工艺参数优化模块输出的最佳工艺参数组合进行弯曲成形仿真，预览并比对成形结果，判断工艺参数可行性；
11.热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块，用于根据弯曲特征参数及最佳工艺参数组合，自动生成热管弯曲成形数控程序，并下发到数控弯管机的控制器。
12.进一步，所述热管弯曲特征参数提取模块基于step标准，建立step中性文件数据结构与c++语言间的映射，获取step文件信息，提取弯曲特征参数。
13.进一步，所述热管弯曲成形工艺数据库模块具有导入、新建、存储和管理所有通过批产验证的各种弯曲特征的最佳工艺参数组合案例以及弯曲成形工艺参数选取规则数据；
14.所述热管弯曲成形工艺数据库中的工艺参数组合案例采用如下二元组形式：
15.case＝{problem,solution}；
16.式中，case表示折弯工艺案例；problem表示热管铜管规格及弯曲角度、弯曲半径弯曲特征参数描述；solution表示预折半径、预折角度工艺参数描述。
17.进一步，所述热管弯曲成形工艺参数设计模块用于根据从step文件提取出的热管弯曲特征参数，基于热管弯曲成形工艺数据库，依据数据和模型驱动方式，设计各弯曲段的最佳工艺参数组合并输出。
18.进一步，所述热管弯曲成形结果预览模块，根据热管弯曲成形工艺参数设计模块输出的最佳工艺参数组合，基于opencascade几何内核，对成形结果进行仿真分析，得到弯曲成形结果三维模型；
19.所述热管弯曲成形结果预览模块，还用于同时显示弯曲成形结果以及热管弯曲特征参数提取模块输入的step文件，进行对比验证，判断工艺参数组合可行性。
20.进一步，所述热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块用于根据工艺参数组合，生成热管弯曲成形数控程序，并通过现场总线下发到数控弯管机的控制器中；所述热管弯曲成形数控程序自动生成系统基于c++/qt作为开发环境和工具。
21.一种热管弯曲成形数控程序自动生成方法，应用于上述中任一项所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，包括以下步骤：
22.s1、首先输入step格式弯曲热管三维模型，利用热管弯曲特征参数提取模块，提取弯曲位置、弯曲半径、弯曲角度特征参数；
23.s2、将弯曲特征参数发送给热管弯曲成形工艺参数设计模块，以特征参数为依据，结合热管弯曲成形工艺数据库模块，设计最佳工艺参数组合；
24.s3、将热管弯曲成形工艺参数设计模块设计的最佳工艺参数组合发送给热管弯曲成形结果预览模块，进行成形结果仿真，并对比验证step文件,合格后输出工艺参数组合，不合格则重新设计；
25.s4、将验证合格后的工艺参数发送给热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块，自动生成热管弯曲成形数控程序，通过现场总线下发到数控弯管机的控制器中，最后进行热管弯曲成形工序。
26.进一步，根据s1中的操作步骤，所述热管弯曲特征参数提取模块的具体工作流程为：首先，依次读取弯曲热管step文件的每一行，将模型信息转换映射成计算机程序语言c++形式并设计成自主的数据结构，并根据几何信息分类；而后，从相应的几何信息数据结构中，提取出弯曲热管各直线段长度、各弯曲段弯曲半径、弯曲角度信息；最后，根据提取出的信息，以热管有效端为定位基准，得到热管各弯曲段弯曲位置、弯曲半径及弯曲角度信息。
27.进一步，根据s2中的操作步骤，所述热管弯曲成形工艺参数设计模块的具体工作流程为：首先，根据提取到的弯曲半径、弯曲角度热管弯曲特征参数，在热管弯曲工艺参数数据库中进行案例检索，若数据库中存在相同案例，则直接使用该案例的工艺参数，若不存在相同案例，则检索数据库中的相似案例并将其中相似度最高的案例的工艺参数修改调整后使用；若不存在相似案例，则根据热管弯曲成形知识库中的工艺参数选取规则推理工艺
参数，得到最佳工艺参数组合。
28.进一步，包括以下步骤：根据s3中的操作步骤，经过所述热管弯曲成形结果预览模块检验合格的工艺参数组合，若该工艺参数组合为现有案例修改调整或者由弯曲工艺规则推理而成，则将该案例保存至热管弯曲成形工艺参数数据库中。
29.与现有技术相比，本发明的优点在于：
30.本发明着眼于热管弯曲成形数控制造过程，基于step标准、数据库技术、案例推理技术，建立热管弯曲成形数控程序自动生成系统，实现了从弯曲热管三维模型到数控程序的自动化流程，解决了当前热管弯曲成形数控程序编写困难、对操作人员要求较高的问题，降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
31.图1为一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统及生成方法的总系统图；
32.图2为一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统及生成方法的方法示意图。
具体实施方式
33.下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
34.需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
35.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
36.实施例1
37.本发明提供一种技术方案：如图1所示，一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，包括：
38.热管弯曲特征参数提取模块，用于对step文件格式热管三维模型进行信息提取，依次获取热管的管径以及各个弯曲段的弯曲位置、弯曲半径、弯曲角度等弯曲特征参数；
39.热管弯曲成形工艺数据库模块，包括热管弯曲成形工艺参数数据库和热管弯曲成形知识库；
40.热管弯曲成形工艺参数设计模块，弯曲特征参数提取后，以提取的弯曲半径和弯曲角度为依据，基于热管弯曲成形知识库和弯曲成形工艺参数数据库，设计最佳工艺参数组合并输出；
41.热管弯曲成形结果预览模块，对工艺参数优化模块输出的工艺参数组合进行弯曲成形仿真，预览并比对成形结果，判断工艺参数可行性；
42.热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块，根据弯曲特征参数及工艺参数组合，自动生成热管弯曲成形数控程序，并下发到数控弯管机的控制器。
43.进一步的：所述热管弯曲特征参数提取模块基于step标准，建立step中性文件数据结构与c++语言间的映射，获取step文件信息，提取弯曲特征参数。
44.进一步的：所述热管弯曲成形工艺数据库模块具有导入、新建、存储和管理所有通过批产验证的各种弯曲特征的最佳的工艺参数组合以及弯曲成形工艺参数选取规则等数据。
45.进一步的：所述热管弯曲成形工艺数据库中的工艺参数组合案例采用如下二元组形式描述：
46.case＝{problem,solution}
47.式中，case表示折弯工艺案例；problem表示热管铜管规格及弯曲角度、弯曲半径等弯曲特征参数描述；solution表示预折半径、预折角度等工艺参数描述；
48.进一步的：所述热管弯曲成形工艺参数设计模块用于根据提取的热管弯曲特征参数，基于热管弯曲成形工艺数据库，依据数据和模型驱动方式，设计各弯曲段的工艺参数组合并输出。
49.进一步的：所述热管弯曲成形结果预览模块，依据热管弯曲成形工艺参数设计模块输出的工艺参数组合，基于opencascade几何内核，对成形结果进行仿真分析，得到弯曲成形结果三维模型。
50.进一步的：所述热管弯曲成形结果预览模块可同时显示弯曲成形结果以及热管弯曲特征参数提取模块输入的step文件，进行对比验证，判断工艺参数组合可行性。
51.进一步的：所述热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块用于根据工艺参数组合，生成热管弯曲成形数控程序，并通过现场总线下发到数控弯管机的控制器中。
52.进一步的：所述热管弯曲成形数控程序自动生成系统基于c++/qt作为开发环境和工具。
53.如图2所示，一种热管弯曲成形数控程序自动生成方法，应用于上述中任一项所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，包括以下步骤：
54.步骤一、首先输入step格式弯曲热管三维模型，利用热管弯曲特征参数提取模块，提取弯曲位置、弯曲半径、弯曲角度等特征参数；
55.步骤二、将弯曲特征参数发送给热管弯曲成形工艺参数设计模块，以特征参数为依据，结合热管弯曲成形工艺数据库模块，设计最佳工艺参数组合；
56.步骤三、将热管弯曲成形工艺参数设计模块设计的工艺参数组合发送给热管弯曲成形结果预览模块，进行成形结果仿真，并对比验证step文件,合格后输出工艺参数组合，不合格则重新设计；
57.步骤四、将验证合格后的工艺参数发送给热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块，自动生成热管弯曲成形数控程序，并通过现场总线下发到数控弯管机的控制器中，最后进行热管弯曲成形工序。
58.进一步的：根据步骤一中的操作步骤，所述热管弯曲特征参数提取模块的具体工作流程为：首先，依次读取弯曲热管step文件的每一行，将模型信息转换映射成计算机程序语言c++形式并设计成自主的数据结构，并根据几何信息分类；而后，从相应的几何信息数据结构中，提取出弯曲热管各直线段长度、各弯曲段弯曲半径、弯曲角度等信息；最后，根据提取出的信息，以热管有效端为定位基准，得到热管各弯曲段弯曲位置、弯曲半径及弯曲角度等信息。
59.进一步的：根据步骤二中的操作步骤，所述热管弯曲成形工艺参数设计模块的具
体工作流程为：首先，根据提取到的弯曲半径、弯曲角度等热管弯曲特征参数，在热管弯曲工艺参数数据库中进行案例检索，若数据库中存在相同案例，则直接使用该案例的工艺参数，若不存在相同案例，则检索数据库中的相似案例并将其中相似度最高的案例的工艺参数修改调整后使用；若不存在相似案例，则根据热管弯曲成形知识库中的工艺参数选取规则推理工艺参数，得到最佳工艺参数组合。
60.进一步的：根据步骤三中的操作步骤，经过所述热管弯曲成形结果预览模块检验合格的工艺参数组合，若该工艺参数组合为现有案例修改调整或者由弯曲工艺规则推理而成，则将该案例保存至热管弯曲成形工艺参数数据库中。
61.上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
62.不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

技术特征：
1.一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，其特征在于，所述系统包括：热管弯曲特征参数提取模块，用于对step文件格式热管三维模型进行信息提取，依次获取热管的管径以及各个弯曲段的弯曲位置、弯曲半径和弯曲角度弯曲特征参数；热管弯曲成形工艺数据库模块，包括热管弯曲成形工艺参数数据库和热管弯曲成形知识库；热管弯曲成形工艺参数设计模块，用于在弯曲特征参数提取后，以提取的弯曲半径和弯曲角度为依据，基于热管弯曲成形知识库和弯曲成形工艺参数数据库，设计最佳工艺参数组合并输出；热管弯曲成形结果预览模块，用于把工艺参数优化模块输出的最佳工艺参数组合进行弯曲成形仿真，预览并比对成形结果，判断工艺参数可行性；热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块，用于根据弯曲特征参数及最佳工艺参数组合，自动生成热管弯曲成形数控程序，并下发到数控弯管机的控制器。2.根据权利要求1所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，其特征在于，所述热管弯曲特征参数提取模块基于step标准，建立step中性文件数据结构与c++语言间的映射，获取step文件信息，提取弯曲特征参数。3.根据权利要求1所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，其特征在于，所述热管弯曲成形工艺数据库模块具有导入、新建、存储和管理所有通过批产验证的各种弯曲特征的最佳工艺参数组合案例以及弯曲成形工艺参数选取规则数据；所述热管弯曲成形工艺数据库中的工艺参数组合案例采用如下二元组形式：case＝{problem,solution}；式中，case表示折弯工艺案例；problem表示热管铜管规格及弯曲角度、弯曲半径弯曲特征参数描述；solution表示预折半径、预折角度工艺参数描述。4.根据权利要求1所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，其特征在于，所述热管弯曲成形工艺参数设计模块用于根据从step文件提取出的热管弯曲特征参数，基于热管弯曲成形工艺数据库，依据数据和模型驱动方式，设计各弯曲段的最佳工艺参数组合并输出。5.根据权利要求1所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，其特征在于，所述热管弯曲成形结果预览模块，根据热管弯曲成形工艺参数设计模块输出的最佳工艺参数组合，基于opencascade几何内核，对成形结果进行仿真分析，得到弯曲成形结果三维模型；所述热管弯曲成形结果预览模块，还用于同时显示弯曲成形结果以及热管弯曲特征参数提取模块输入的step文件，进行对比验证，判断工艺参数组合可行性。6.根据权利要求1所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，其特征在于，所述热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块用于根据工艺参数组合，生成热管弯曲成形数控程序，并通过现场总线下发到数控弯管机的控制器中；所述热管弯曲成形数控程序自动生成系统基于c++/qt作为开发环境和工具。7.一种热管弯曲成形数控程序自动生成方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统，包括以下步骤：s1、首先输入step格式弯曲热管三维模型，利用热管弯曲特征参数提取模块，提取弯曲位置、弯曲半径、弯曲角度特征参数；
s2、将弯曲特征参数发送给热管弯曲成形工艺参数设计模块，以特征参数为依据，结合热管弯曲成形工艺数据库模块，设计最佳工艺参数组合；s3、将热管弯曲成形工艺参数设计模块设计的最佳工艺参数组合发送给热管弯曲成形结果预览模块，进行成形结果仿真，并对比验证step文件,合格后输出工艺参数组合，不合格则重新设计；s4、将验证合格后的工艺参数发送给热管弯曲成形数控程序自动生成及下发模块，自动生成热管弯曲成形数控程序，通过现场总线下发到数控弯管机的控制器中，最后进行热管弯曲成形工序。8.根据权利要求7所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成方法，其特征在于，根据s1中的操作步骤，所述热管弯曲特征参数提取模块的具体工作流程为：首先，依次读取弯曲热管step文件的每一行，将模型信息转换映射成计算机程序语言c++形式并设计成自主的数据结构，并根据几何信息分类；而后，从相应的几何信息数据结构中，提取出弯曲热管各直线段长度、各弯曲段弯曲半径、弯曲角度信息；最后，根据提取出的信息，以热管有效端为定位基准，得到热管各弯曲段弯曲位置、弯曲半径及弯曲角度信息。9.根据权利要求7所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成方法，其特征在于，根据s2中的操作步骤，所述热管弯曲成形工艺参数设计模块的具体工作流程为：首先，根据提取到的弯曲半径、弯曲角度热管弯曲特征参数，在热管弯曲工艺参数数据库中进行案例检索，若数据库中存在相同案例，则直接使用该案例的工艺参数，若不存在相同案例，则检索数据库中的相似案例并将其中相似度最高的案例的工艺参数修改调整后使用；若不存在相似案例，则根据热管弯曲成形知识库中的工艺参数选取规则推理工艺参数，得到最佳工艺参数组合。10.根据权利要求7所述的一种热管弯曲成形数控程序自动生成方法，其特征在于，根据s3中的操作步骤，经过所述热管弯曲成形结果预览模块检验合格的工艺参数组合，若该工艺参数组合为现有案例修改调整或者由弯曲工艺规则推理而成，则将该案例保存至热管弯曲成形工艺参数数据库中。

技术总结
本发明公开了一种热管弯曲成形数控程序自动生成系统及生成方法，着眼于热管弯曲成形数控制造过程，基于STEP标准、数据库技术及案例推理技术，建立热管弯曲成形数控程序自动生成系统，实现了从弯曲热管三维模型到数控程序的自动化流程，解决了当前热管弯曲成形数控程序编写困难、对操作人员专业性要求较高的问题，降低了生产成本，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。


技术研发人员：李勇 李国盛 覃炳森 陈韩荫 邓卫
受保护的技术使用者：广东新创意科技有限公司 肇庆新创意传热科技有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/25