本發(fā)明涉及模具加工控制，尤其涉及一種沖壓模具試研合控制方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、在模具的加工和裝配過程中，由于加工誤差和裝配誤差，模具實際成型的型面與設計的理想型面往往存在一定的偏差。特別是當模具表面具有較大的曲率變化時，偏差可能會更為明顯。為了確保模具能夠加工出符合設計要求的沖壓件，模具通常需要經(jīng)過試研合工序。

2、然而，現(xiàn)有的試研合方法的分析過程多由工程人員根據(jù)經(jīng)驗進行，主觀性較強，受人為因素影響大，且由于需要多次合模、打磨、再合模反復確認，導致試研合過程耗時較長，效率較低。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述提出的至少一個技術問題，本發(fā)明提供一種沖壓模具試研合控制方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種沖壓模具試研合控制方法，所述方法包括：

3、獲取所述沖壓模具的理想型面的3d幾何數(shù)據(jù)，對所述3d幾何數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格化處理，并將連續(xù)的曲面離散為虛擬三維點云數(shù)據(jù)；

4、利用三維掃描設備，對沖壓模具的實際型面進行掃描，生成實際三維點云數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)所述實際三維點云數(shù)據(jù)和所述虛擬三維點云數(shù)據(jù)，確定差異值；

6、根據(jù)所述差異值和預設公差范圍，確定第一待修區(qū)域；

7、基于預設虛擬合模仿真模型模擬沖壓件在不同壓力下的變形情況，預測實際沖壓過程中所述沖壓模具與所述沖壓件的接觸區(qū)域和壓力分布；

8、根據(jù)所述接觸區(qū)域和所述壓力分布，確定第二待修區(qū)域；

9、根據(jù)所述第一待修區(qū)域和所述第二待修區(qū)域，確定待打磨區(qū)域；

10、采用路徑規(guī)劃算法，根據(jù)所述待打磨區(qū)域生成打磨路徑；

11、根據(jù)所述打磨路徑，控制打磨設備對所述沖壓模具執(zhí)行打磨動作。

12、優(yōu)選地，對沖壓模具的實際型面進行掃描，生成實際三維點云數(shù)據(jù)，包括：

13、基于所述3d幾何數(shù)據(jù)計算每個采樣點的曲率值；

14、根據(jù)所述曲率值，將待掃描區(qū)域劃分為高曲率區(qū)和低曲率區(qū)；

15、沿預設掃描路徑分別對所述高曲率區(qū)和所述低曲率區(qū)進行多次掃描；

16、對多次掃描結果進行配準和融合處理，得到實際三維點云數(shù)據(jù)。

17、優(yōu)選地，還包括：

18、根據(jù)當前的掃描點，實時計算所述沖壓模具的表面法向量；

19、根據(jù)所述表面法向量，確定所述三維掃描設備的掃描角度；其中，所述維掃描設備垂直于所述表面法向量；

20、根據(jù)所述沖壓模具的表面凹凸程度，確定所述三維掃描設備與所述沖壓模具的表面之間的距離。

21、優(yōu)選地，根據(jù)所述實際三維點云數(shù)據(jù)和所述虛擬三維點云數(shù)據(jù)，確定差異值，包括：

22、使用點云特征提取算法，將所述實際三維點云數(shù)據(jù)和所述虛擬三維點云數(shù)據(jù)進行初步對齊，得到初步對齊結果；

23、根據(jù)所述初步對齊結果，使用迭代最近點算法二次點云對齊操作，得到最終對齊結果；

24、根據(jù)所述最終對齊結果，對計算經(jīng)所述二次點云對齊操作后的實際三維點云數(shù)據(jù)中每個點的法向量差異和幾何距離差異；

25、根據(jù)所述法向量差異和所述幾何距離差異，確定差異值。

26、優(yōu)選地，根據(jù)所述差異值和預設公差范圍，確定第一待修區(qū)域，包括：

27、使用顏色映射算法將所述差異值轉化為顏色圖；

28、在點云表面上，通過局部擬合二次曲面，計算每個點的高斯曲率和平均曲率；

29、根據(jù)所述顏色圖、所述高斯曲率和所述平均曲率，確定第一型面偏差區(qū)域；

30、基于所述預設公差范圍，從所述第一型面偏差區(qū)域中確定第一待修區(qū)域。

31、優(yōu)選地，根據(jù)所述接觸區(qū)域和所述壓力分布，確定第二待修區(qū)域，包括：

32、根據(jù)所述接觸區(qū)域和所述壓力分布，確定第二型面偏差區(qū)域；

33、獲取所述沖壓模具的實際合模結果，根據(jù)所述實際合模結果對所述第二型面偏差區(qū)域進行修正，確定所述第二待修區(qū)域。

34、優(yōu)選地，在基于預設虛擬合模仿真模型模擬沖壓件在不同壓力下的變形情況，預測實際沖壓過程中所述沖壓模具與所述沖壓件的接觸區(qū)域和壓力分布的步驟之前，還包括：

35、利用所述沖壓模具的實際三維點云數(shù)據(jù)和沖壓工藝參數(shù)，構建所述預設虛擬合模仿真模型。

36、優(yōu)選地，基于預設虛擬合模仿真模型模擬沖壓件在不同壓力下的變形情況，預測實際沖壓過程中所述沖壓模具與所述沖壓件的接觸區(qū)域和壓力分布，包括：

37、對模具和沖壓件進行有限元網(wǎng)格劃分；

38、定義沖壓過程中的邊界條件；其中，所述邊界條件包括沖壓力的大小以及所述沖壓模具與所述沖壓件的接觸條件；

39、通過靜態(tài)非線性分析模擬沖壓件的變形過程，得到所述沖壓模具與沖壓件之間的壓力分布和接觸情況；

40、根據(jù)所述壓力分布和所述接觸情況，生成虛擬合模結果，并標識出所述沖壓模具表面與所述沖壓件的高壓接觸區(qū)域和偏差較大的非接觸區(qū)域。

41、優(yōu)選地，采用路徑規(guī)劃算法，根據(jù)所述待打磨區(qū)域生成打磨路徑，包括：

42、計算所述沖壓模具的待打磨區(qū)域表面各點的表面曲率和粗糙度；

43、根據(jù)所述差異值、所述表面曲率和所述粗糙度對所述待打磨區(qū)域進行分區(qū)；

44、根據(jù)所述差異值、所述表面曲率和所述粗糙度，在三維空間中構建待打磨區(qū)域的密度場，將偏差和曲率特征映射為密度值；其中，密度值越大表示區(qū)域需更密集的路徑；

45、根據(jù)所述密度場生成對應的打磨路徑。

46、第二方面，本發(fā)明還提供了一種沖壓模具試研合控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

47、獲取模塊，用于獲取所述沖壓模具的理想型面的3d幾何數(shù)據(jù)，對所述3d幾何數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格化處理，并將連續(xù)的曲面離散為虛擬三維點云數(shù)據(jù)；

48、第一生成模塊，用于利用三維掃描設備，對沖壓模具的實際型面進行掃描，生成實際三維點云數(shù)據(jù)；

49、第一確定模塊，用于根據(jù)所述實際三維點云數(shù)據(jù)和所述虛擬三維點云數(shù)據(jù)，確定差異值；

50、第二確定模塊，用于根據(jù)所述差異值和預設公差范圍，確定第一待修區(qū)域；

51、預測模塊，用于基于預設虛擬合模仿真模型模擬沖壓件在不同壓力下的變形情況，預測實際沖壓過程中所述沖壓模具與所述沖壓件的接觸區(qū)域和壓力分布；

52、第三確定模塊，用于根據(jù)所述接觸區(qū)域和所述壓力分布，確定第二待修區(qū)域；

53、第四確定模塊，用于根據(jù)所述第一待修區(qū)域和所述第二待修區(qū)域，確定待打磨區(qū)域；

54、第二生產(chǎn)模塊，用于采用路徑規(guī)劃算法，根據(jù)所述待打磨區(qū)域生成打磨路徑；

55、控制模塊，用于根據(jù)所述打磨路徑控制打磨設備對所述沖壓模具執(zhí)行打磨動作。

56、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

57、1)本發(fā)明提供的沖壓模具試研合控制方法，首先本發(fā)明通過根據(jù)沖壓模具的實際三維點云數(shù)據(jù)和虛擬三維點云數(shù)據(jù)進行計算，從而實現(xiàn)對沖壓模具的實際型面和理想型面進行具體比對分析，以確定第一待修區(qū)域，由于模具設計時的參數(shù)是基于理想狀態(tài)下設計的，而由于實際生產(chǎn)加工會存在一定誤差，本發(fā)明考慮了實際成型后的實際型面數(shù)據(jù)與理想型面數(shù)據(jù)下的差異，從而精準確定第一待修區(qū)域，減少了工程人員經(jīng)驗的依賴，降低了人為主觀因素對試研合過程的影響，提高數(shù)據(jù)的精準性和后續(xù)打磨操作的精確性。

58、2)本發(fā)明通過根據(jù)預設虛擬合模仿真模型模擬沖壓件在不同壓力下的變形情況，預測實際沖壓過程中所述沖壓模具與所述沖壓件的接觸區(qū)域和壓力分布，并根據(jù)所述接觸區(qū)域和所述壓力分布，確定第二待修區(qū)域；由于執(zhí)行實際合模操作需要花費大量的人力、物力以及時間成本，本發(fā)明通過構建預設虛擬合模仿真模型進行實際合模仿真，從而確定第二待修區(qū)域，能夠有效提高試研合的工作效率，并減少試研合操作的人力、物力以及時間成本。

59、3)在確定第一待修區(qū)域和第二待修區(qū)域后，本發(fā)明根據(jù)所述第一待修區(qū)域和所述第二待修區(qū)域確定待打磨區(qū)域；采用路徑規(guī)劃算法根據(jù)所述待打磨區(qū)域生成打磨路徑；根據(jù)所述打磨路徑控制打磨設備對所述沖壓模具執(zhí)行打磨動作。本發(fā)明通過結合第一待修區(qū)域和第二待修區(qū)域，從而精準識別出沖壓模具的待打磨區(qū)域，并根據(jù)待打磨區(qū)域生成打磨路徑，提高打磨效率和打磨精準度，實現(xiàn)了對打磨過程中打磨參數(shù)進行精細化控制，確保了模具打磨過程的精確性，尤其是針對曲率變化較大的區(qū)域，可以更精確地控制型面修正量，提高了本次模具的修正成功率，大大縮短了反復打磨和驗證的時間，從而進一步提升整個試研合過程的效率，實現(xiàn)高效、精確的模具修正效果，大幅減少人工干預，并提升模具試研合的精度和效率。

60、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，而非限制本公開。