專(zhuān)利名稱(chēng)：模擬管件彎曲的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬管件的彎曲。
它被運(yùn)用在眾多領(lǐng)域中，尤其是在航空領(lǐng)域，其中管件需要被精 心設(shè)計(jì)以便能夠被制造并安裝在航空器中。
背景技術(shù)：
在此管件指的是能夠傳輸碳?xì)寤衔锏囊簤?、氣?dòng)流體、水流或 類(lèi)似物的任何傳輸元件。
在隨后的描述中，我們認(rèn)為一個(gè)管件是由數(shù)段通過(guò)圓弧狀肘管連 接起來(lái)的直段組成，整個(gè)管件由通過(guò)最初的直管的塑性形變獲得的單 一件構(gòu)成。由管接頭組裝起來(lái)的一組管件被定義為管道系統(tǒng)。該管件 因此是由它的端點(diǎn)坐標(biāo)、定義圓弧狀肘管位置的斷口坐標(biāo)、肘管曲率 半徑和管件直徑之間的比率定義的。
這樣的管件可在彎管機(jī)或折彎?rùn)C(jī)上制造，其工作原理在于通過(guò)圍
繞一個(gè)借助于滾柱(galet)定義彎曲半徑的工具巻曲管件以實(shí)現(xiàn)彎曲， 該滾柱在一個(gè)平面內(nèi)移動(dòng)并且總是朝一個(gè)方向。管件的制作因此通過(guò) 由分別旨在于為該彎曲定位和定向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(總是朝一個(gè)方向)和 管件圍繞其軸的旋轉(zhuǎn)分隔開(kāi)的連續(xù)彎曲得以實(shí)施。
在實(shí)際操作中，制造工藝對(duì)每個(gè)斷口間的直段部分的最小長(zhǎng)度和 圓弧彎曲或形變的實(shí)現(xiàn)要求某些限制。這些限制既是由管件的固有特 性例如其構(gòu)成物質(zhì)及其厚度限定的，同時(shí)也是由用以實(shí)現(xiàn)彎曲所使用 機(jī)器的特性限定的。
因此得出管件設(shè)計(jì)和制作難度，在設(shè)計(jì)階段關(guān)系到將被實(shí)際生產(chǎn) 的管件的能力，在制造階段關(guān)系到適合制造該管件的機(jī)器的選擇。
我們已經(jīng)知曉計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具(CAD)，它借助于設(shè)計(jì)的
管件實(shí)體的三維建模給設(shè)計(jì)者帶來(lái)有效的幫助。
然而，這樣的CAD工具并不能給設(shè)計(jì)者帶來(lái)幫助以便從理論上 預(yù)測(cè)哪一種彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具適合或者能夠正確地彎曲一個(gè)根 據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)定義的管件。
同樣地，在生產(chǎn)中，這樣的CAD工具不給操作者提供幫助以便 在新的彎管機(jī)上從理論上確認(rèn)由管件選擇標(biāo)準(zhǔn)識(shí)別的 一組管件，例如 管件材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決這些不便。
本發(fā)明還旨在既在研究室內(nèi)也在生產(chǎn)線(xiàn)上改善這些傳輸元件的 i殳計(jì)和制造。
特別是，本發(fā)明旨在，在設(shè)計(jì)模式下，提供彎曲模擬以便控制一 根棵管或帶配件的管件關(guān)于一組彎管機(jī)的可制造性，模擬結(jié)果是根據(jù) 實(shí)現(xiàn)該模擬時(shí)整組可用機(jī)器而定的并隨著該組機(jī)器變化。
本發(fā)明還旨在，在生產(chǎn)模式下，在選定彎管機(jī)上確認(rèn)根據(jù)其特征 標(biāo)識(shí)的一整套管件。
本發(fā)明還提出一種模擬借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)彎曲一個(gè)管件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)總的定義，模擬方法包括以下步驟
- 獲得至少一個(gè)與定義待彎曲管件的三維幾何模型相關(guān)聯(lián)的 管件數(shù)據(jù)組；
- 獲得至少一個(gè)與至少一臺(tái)彎管機(jī)、相關(guān)機(jī)械工具和/或管件材 料的參數(shù)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)數(shù)據(jù)組；
- 根據(jù)該管件數(shù)據(jù)組和該技術(shù)數(shù)據(jù)組，計(jì)算至少一個(gè)與至少一 個(gè)管件制造參數(shù)相關(guān)聯(lián)的彎曲控制循環(huán)；
- 根據(jù)來(lái)自于由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)的至少一個(gè)參數(shù)，獲得 至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的至少一個(gè)三維幾何模型；
- 根據(jù)由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)，獲得由所述管件數(shù)據(jù)組表示
的借助于由相應(yīng)三維幾何模型表示的至少 一 臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工
具的管件彎曲工序的一個(gè)動(dòng)態(tài)三維模擬；
-在進(jìn)行由此獲得的動(dòng)態(tài)三維模擬時(shí)，檢驗(yàn)管件借助于至少一 臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的制造可能性；并且提供一個(gè)與由此模擬的 彎管機(jī)及相關(guān)工具的管件可制造性相關(guān)的結(jié)果數(shù)據(jù)組。
這樣一種方法為設(shè)計(jì)者在預(yù)測(cè)管件借助一臺(tái)選定彎管機(jī)的可制 作性提供有效的幫助。它提供一種既在設(shè)計(jì)模式下又在生產(chǎn)模式下的 決策輔助。它因此使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)考慮有效率的生產(chǎn)能力的因素和 構(gòu)成管道系統(tǒng)的管件以?xún)?yōu)化一組管道系統(tǒng)的軌跡和切割，并使生產(chǎn)商 優(yōu)化從可用機(jī)器組中對(duì)適合制造這種管件的機(jī)器的選擇。
根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，在否定檢驗(yàn)的情況下，將修改管件數(shù)據(jù)組的 至少一個(gè)參數(shù)并且用因此修改后的這組管件數(shù)據(jù)重復(fù)執(zhí)行模擬步驟， 這可以根據(jù)生產(chǎn)資源優(yōu)化管件的設(shè)計(jì)。
根據(jù)另一種實(shí)現(xiàn)方式，在肯定檢驗(yàn)的情況下，將自動(dòng)生成從相應(yīng) 彎曲控制循環(huán)推導(dǎo)出的并用于因此模擬的彎管機(jī)的至少一個(gè)彎曲控 制序列，這可以借助于設(shè)計(jì)模式中實(shí)施的管件可制造性預(yù)測(cè)來(lái)優(yōu)化管 件制造。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一重要特征，該方法被應(yīng)用于多個(gè)彎管機(jī) 組成的一組設(shè)備，并還預(yù)計(jì)到以下步驟
- 根據(jù)來(lái)自于由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)的至少一個(gè)參數(shù)，對(duì)于 至少每一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具獲得至少一個(gè)三維幾何模型；
- 為由此獲得的每一個(gè)三維幾何模型重復(fù)所述模擬，直到獲得 至少一個(gè)表明所述管件借助于屬于所述彎管機(jī)組的一臺(tái)彎管機(jī)及相 關(guān)機(jī)械工具的可制造性的肯定結(jié)果。
這樣一種方法因此有助于當(dāng)面對(duì)多個(gè)彎管機(jī)及相關(guān)才幾械工具時(shí) 作出決策。
再根據(jù)另一種實(shí)現(xiàn)方式，獲得彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的三維幾何 模型的步驟對(duì)于從彎曲控制循環(huán)得出的每一個(gè)制造參數(shù)重復(fù)進(jìn)行。 模擬步驟可從管件定義階段起在研究室被實(shí)施和/或在生產(chǎn)線(xiàn)上
被實(shí)施，用以準(zhǔn)備管件的制造。
在實(shí)際操作中，每一組管件數(shù)據(jù)包括屬于由管件編號(hào)、材料、外
直徑、內(nèi)直徑、彎曲半徑、于管件No.l號(hào)管端處安裝管接頭所必需 的壓接長(zhǎng)度、于管件No.2號(hào)管端處安裝管接頭所必需的壓接長(zhǎng)度、 管件元素描述、數(shù)據(jù)X、 Y、 Z的數(shù)量、No.l號(hào)管端坐標(biāo)X、 Y、 Z、 No.2號(hào)管端坐標(biāo)X、 Y、 Z及管件斷裂點(diǎn)坐標(biāo)X、 Y、 Z構(gòu)成的集合的 信息。
在這方面，每組技術(shù)數(shù)據(jù)包括屬于由機(jī)器編號(hào)、管件材料、管件 直徑、管件厚度、彎曲半徑、彎曲方向、彎曲最小角和最大角、體積 大小、彎管機(jī)機(jī)械工具相互位置及移動(dòng)可能性構(gòu)成的集合的信息。
在這方面，彎曲控制循環(huán)參數(shù)包括由管件編號(hào)、管件直徑、彎曲 造型(forme)的半徑、待模擬彎管機(jī)數(shù)量、機(jī)器彎曲循環(huán)量、機(jī)器 標(biāo)識(shí)碼、管件管端號(hào)、滑架進(jìn)給量、轉(zhuǎn)向最小量、轉(zhuǎn)向最大量、待實(shí) 施的彎曲角、理論彎曲角、實(shí)現(xiàn)的彎曲半徑構(gòu)成的集合的信息。
轉(zhuǎn)向被定義為管件在機(jī)器上通過(guò)管件自身旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的定向，以便 使彎曲發(fā)生在另一個(gè)平面或與先前的彎曲方向相反的方向。
在實(shí)際操作中，結(jié)果數(shù)據(jù)組包括屬于由管件編號(hào)、管件直徑、彎 曲造型的半徑、待模擬彎管機(jī)數(shù)量、機(jī)器彎曲循環(huán)量、機(jī)器標(biāo)識(shí)碼、 管件管端號(hào)、關(guān)于第一管端的彎曲預(yù)留量、關(guān)于第二管端的彎曲預(yù)留 量、制造必需材料的輸送量、滑架進(jìn)給量、轉(zhuǎn)向最小量、轉(zhuǎn)向最大量、 待實(shí)施的彎曲角、理論彎曲角、實(shí)現(xiàn)的彎曲半徑、兩個(gè)結(jié)點(diǎn)(noeud) 之間的理論距離、進(jìn)給可能性、最小轉(zhuǎn)向可能性、最大轉(zhuǎn)向可能性及 彎曲可能性構(gòu)成的集合的信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一重要特征，模擬包括在管件三維幾何模型和 彎管機(jī)三維幾何模型之間存在檢測(cè)到的干擾時(shí)不停止模擬的連續(xù)模 式，包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于從管件任一管端開(kāi)始的彎曲系列的模擬，并提供 一個(gè)包括該模擬的結(jié)果的文件。
在變型中，該模擬包括逐步模式，包括在出現(xiàn)每一個(gè)檢測(cè)到的干 擾時(shí)停止模擬，停止當(dāng)前模擬的可能性，對(duì)每一個(gè)管件管端進(jìn)行模擬，
在該檢測(cè)位置繼續(xù)當(dāng)前模擬的可能性，分析并可視化檢測(cè)到的干擾的 可能性，和在一個(gè)結(jié)果文件中記錄該檢測(cè)到的干擾并顯示所述文件。。 本發(fā)明的目的還旨在提供一種用于模擬借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)
的管件彎曲的設(shè)備，包括
- 用于獲得一個(gè)與定義待彎曲管件的三維幾何模型相關(guān)聯(lián)的 管件數(shù)據(jù)組的處理裝置；
- 用于獲得至少一個(gè)與至少一臺(tái)彎管機(jī)、相關(guān)機(jī)械工具和/或管 件材料的參數(shù)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)數(shù)據(jù)組的恢復(fù)裝置；
- 用于根據(jù)所述管件數(shù)據(jù)組和所述技術(shù)數(shù)據(jù)組，計(jì)算至少一個(gè) 與至少一個(gè)管件制造參數(shù)相關(guān)聯(lián)的彎曲控制循環(huán)的計(jì)算裝置；
- 用于根據(jù)來(lái)自于由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)的至少一個(gè)參數(shù) 獲得至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的至少一個(gè)三維幾何模型的獲 取裝置；
- 模擬裝置，適于根據(jù)由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)，獲得由所述 管件數(shù)據(jù)組表示的、借助于由相應(yīng)三維幾何模型表示的至少一臺(tái)彎管 機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的管件彎曲工序的一個(gè)動(dòng)態(tài)三維模擬；
- 檢驗(yàn)裝置，用于在進(jìn)行由此獲得的動(dòng)態(tài)三維模擬時(shí)，檢驗(yàn)借 助于至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的管件制造可能性；并且提供一 個(gè)與由此模擬的彎管機(jī)及相關(guān)工具的管件可制造性相關(guān)的結(jié)果數(shù)據(jù) 組。
本發(fā)明的目的還旨在一種全部或部分地由信息系統(tǒng)可讀的信息 載體，必要時(shí)可移動(dòng)，尤其是CD-ROM或磁載體，例如硬盤(pán)或磁盤(pán)， 或可傳輸載體，如一個(gè)電或光學(xué)信號(hào)，其特征在于它包括計(jì)算機(jī)程序 指令，當(dāng)該程序被一信息系統(tǒng)加載并執(zhí)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)前述的方法。
本發(fā)明的目的還旨在一種存儲(chǔ)在信息載體上的計(jì)算機(jī)程序，所述 程序包括指令，當(dāng)該程序被一信息系統(tǒng)加載并執(zhí)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)前述的方 法。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)隨后的詳細(xì)描述和附圖顯現(xiàn)，在
這些圖中
-圖1以示意圖描繪能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的模擬方法的主要步驟 的設(shè)備的結(jié)構(gòu)；
-圖2是可在研究室獲得的一個(gè)CAD軟件的工作環(huán)境，并且顯示 了彎管機(jī)三維幾何模型和根據(jù)本發(fā)明模擬過(guò)程中的管件三維幾何模 型之間干擾的檢測(cè)；
-圖3以示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的表示管件數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)的域的 說(shuō)明和結(jié)構(gòu)；
-圖4A和4B以示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)域的 說(shuō)明和結(jié)構(gòu)；
-圖5A和5B以示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的彎曲控制循環(huán)的數(shù)據(jù)的 說(shuō)明和結(jié)構(gòu)；
-圖6A和6B以示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)果數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)的說(shuō) 明和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，用戶(hù)定義被處理的管件的三維幾何模型的描述。
為此，用戶(hù)可以借助特定功能或通過(guò)一個(gè)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系
統(tǒng)，例如CATIA類(lèi)型(商品名稱(chēng))的人/機(jī)界面提取管件或相關(guān)管道
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
管件數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備允許對(duì)用于彎曲模擬和用于部件制造的數(shù)據(jù)進(jìn) 行的預(yù)處理和變成我們隨后將詳細(xì)描述的文本格式。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明及遵循其來(lái)源的每一個(gè)模擬，可建立提取模塊2
以便提供一個(gè)包含棵管或配置好的管的三維幾何特征的文件10。
在涉及配置好的管的情況下， 一個(gè)補(bǔ)充文件12可以考慮與安裝
于管件管端的接頭相關(guān)的數(shù)據(jù)并且計(jì)算相應(yīng)棵管管端的坐標(biāo)。
在這一準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)步驟結(jié)束后，用戶(hù)因此獲得關(guān)于定義待彎曲管
件三維幾何模型的至少一組管件數(shù)據(jù)10。
參考圖3，關(guān)于管件數(shù)據(jù)的文件10包括屬于由下列各項(xiàng)構(gòu)成的 集的信息
-管件的編號(hào)CHT1; -材料CHT2; -外直徑CHT3; -內(nèi)直徑CHT4;
-彎曲半徑CHT5，對(duì)于管件的所有彎曲處(肘管)都相同(在 彎曲過(guò)程中不更換工具)并且用相對(duì)于管件直徑的比率表示 (1.6D/3D/5D);
-安裝管件的No.l號(hào)管端接頭所需的壓接(sertissage)長(zhǎng)度 CHT6;
-安裝管件的No.2號(hào)管端接頭所需的壓接長(zhǎng)度CHT7; -管件的各元件的i兌明CHT8;和
-X、 Y和Z坐標(biāo)數(shù)CHT9，關(guān)于No.l號(hào)管端CHTIO、關(guān)于No.2 號(hào)管端CHT12和管件的斷口的X、 Y和Z坐標(biāo)CHT11
描繪文件10結(jié)構(gòu)的表格包括一列"數(shù)據(jù)"DO， 一列"說(shuō)明"DES 和一列"格式，，F(xiàn)O。"格式"域FO可以字母數(shù)字格式A、數(shù)字格式N、 三角格式T。
參數(shù)CHT9在XML文件情況下不是必須的。
更詳細(xì)的是，參數(shù)CHT8描述坐標(biāo)(CHTIO、 CHTll、 CHT12 ) 參照的點(diǎn)的類(lèi)型。存在多種類(lèi)型。最簡(jiǎn)單的情況由下面的XML文件 摘要表示200680026481. 7
說(shuō)明書(shū)第8/14頁(yè)
-<POINTS>
—二 <POINT TYPE-"Extremity" NUM-"01">
—<COORDS x-" 140,000000" y-"100.000000" z-"0.000000" /> <LOCAL_COORDS x-"0.000000" y-"O.OOOOOO" z="0.000000" /> </POINT> 二 <POINT TYPE-"Break" NUM-"01"> —<COORDS x=="140.000000" y="100.000000" z= "1910.000000" /> <LOCAL_COORDS x="1910.000000" y=n0.000000n z="0,000000" /> </POINT> 二 <POINT TYPE-"Break" NUM="02n> —<COORDS x-"2850.000000'' y="100.000000" z="1910.000000" /> <LOCAL—COORDS x="1910.000000" y-"2710.000000"
z="o^booooo" />
</POINT>
二 <POINTTYPE-"Extremity" NUM="02"> 一<COORDS x=n2850.000000" y="-1070.000000n Z="1910.000000" /> <LOCAL—COORDS x=="1910.000000" y-"2710.000000" z="-1170.000000" /> </POINT> </POINTS>
參數(shù)CHT8實(shí)際上包括兩個(gè)子參數(shù)TYPE和NUM。 CHT8參數(shù) 是A類(lèi)型(字母數(shù)字型)。
在此例子中，"管端或extremity"類(lèi)型的點(diǎn)指示一個(gè)管件管端而 "斷口或break"類(lèi)型的點(diǎn)指示斷口點(diǎn)。
為執(zhí)行一個(gè)彎曲才莫擬，處理文件包括至少兩個(gè)"extremity"類(lèi)型 的點(diǎn)和一個(gè)"break"類(lèi)型的點(diǎn)。
我們重新參考圖1。
在獲得管件文件IO之后或同時(shí)，用戶(hù)確定關(guān)于至少一臺(tái)彎管機(jī)、 相關(guān)機(jī)械工具和/或管件材料的參數(shù)的至少一組技術(shù)數(shù)據(jù)20。
文件20將可以執(zhí)行機(jī)器的選擇或根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)為每臺(tái)機(jī)器定義特征。
文件20包括技術(shù)數(shù)據(jù)，它們是關(guān)于與彎管機(jī)、相關(guān)工具(卡盤(pán)、 甜口 ( mors )、連桿("glette)、防皺板(l，effaceplis))同樣還有管件 材料(材料標(biāo)準(zhǔn)、彈性回復(fù)(SpringBack))有關(guān)的參數(shù)的數(shù)據(jù)。
在實(shí)際操作中，模塊22可提取一項(xiàng)應(yīng)用的全部技術(shù)數(shù)據(jù)20,包
括數(shù)據(jù)庫(kù)形式(未顯示)的全部相應(yīng)數(shù)據(jù)。
參考圖4A和4B，關(guān)于技術(shù)數(shù)據(jù)的文件20包括屬于由以下內(nèi)容 構(gòu)成的集合的信息
-才幾器編號(hào)CHM1, -管件材料CHM4， -管件直徑CHM2， -管件厚度CHM3， -彎曲半徑CHM5， -彎曲方向CHM6,
-彎曲最小角CHM7和最大角CHM8， -彎曲造型CHM9，
-彈性回復(fù)比例值CHM10和彈性回復(fù)常數(shù)CHMll， -彎管機(jī)的機(jī)械工具(鉗子、卡盤(pán)、鉗口、防皺板、連桿、滾柱) 的體積大小、相互位置和移動(dòng)可能性CHM12至CHM20。 參照?qǐng)D4B描述說(shuō)明文件20的結(jié)構(gòu)的表格。 圖4B的表格以以下方式查閱
若管件直徑是101.6而彎曲半徑是1D，則可以在機(jī)器1上實(shí)現(xiàn) 它。若直徑是12.7而彎曲半徑是3D，則可以在機(jī)器2或機(jī)器3上實(shí) 現(xiàn)它。對(duì)于12.7的直徑和3D的彎曲半徑用厚度0.66的鋁材，需考慮 的彈性回復(fù)恒定系數(shù)是4，無(wú)論涉及何種機(jī)器。最后，無(wú)論管件是何 種特征，機(jī)器l可彎曲最大角180°。
這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可在現(xiàn)存全部設(shè)備中快速選擇機(jī)器并通過(guò)詢(xún)問(wèn)文 件20根據(jù)篩選提供對(duì)模擬有用的元素。
因此在訪(fǎng)問(wèn)文件20之后，用戶(hù)才艮據(jù)管件特征已定義一臺(tái)或幾臺(tái) "理論上勝任"的機(jī)器及與這些機(jī)器/管件組合中每一組相關(guān)的彎曲參 數(shù)，即例如
-鉗口長(zhǎng)度；
-防皺板長(zhǎng)度；
-連桿長(zhǎng)度；
-待用彈性回復(fù)系數(shù)，等......
與關(guān)于預(yù)選的每對(duì)機(jī)器/管件相關(guān)的該整套數(shù)據(jù)根據(jù)本發(fā)明被模擬。
重新參考圖1。
在獲得管件數(shù)據(jù)文件10和技術(shù)數(shù)據(jù)文件20后，用戶(hù)可進(jìn)行根據(jù) 本發(fā)明的彎曲模擬。
根據(jù)本發(fā)明的方法步驟30，根據(jù)由此獲得的管件數(shù)據(jù)組10和技 術(shù)數(shù)據(jù)組20計(jì)算與至少一個(gè)管件制造參數(shù)相關(guān)的至少一個(gè)彎曲控制 循環(huán)35。
隨后，根據(jù)來(lái)源于由此計(jì)算出的彎曲控制循環(huán)30的至少一個(gè)制 造參數(shù)50，獲得至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的至少一個(gè)三維幾何 模型40。
根據(jù)由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)35，本方法可借助于由相應(yīng)三維 幾何模型40表示的彎管機(jī)和相關(guān)機(jī)械工具，獲得由管件數(shù)據(jù)組10表 示的管件彎曲工序的一個(gè)動(dòng)態(tài)三維模擬60。
隨后檢驗(yàn)當(dāng)進(jìn)行如此獲得的動(dòng)態(tài)三維模擬60時(shí)借助于至少一臺(tái) 彎管機(jī)和相關(guān)機(jī)械工具制造管件的可能性；并且提供與通過(guò)由此模擬 的彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的管件可制造性有關(guān)的一組結(jié)果數(shù)據(jù)70。
參考圖5A和5B，文件LRA35具有與文件10和20 —致的STRU 結(jié)構(gòu)并包括屬于由以下內(nèi)容組成的集合的信息
-管件編號(hào)CHL1;
-管件直徑CHL2;
-彎曲造型半徑CHL3;
-模擬彎管機(jī)數(shù)量CHL4;
畫(huà)機(jī)器彎曲循環(huán)數(shù)CHL5;
-才幾器標(biāo)識(shí)碼CHL6;
-管件管端號(hào)CHL7;
-滑架(chariot)進(jìn)給量CHL8;
-最小轉(zhuǎn)向(revirement)CHL9;
-最大轉(zhuǎn)向CHL10;
-待實(shí)施的彎曲角CHL11;
畫(huà)理論彎曲角CHL12;及
-實(shí)現(xiàn)的彎曲半徑CHL13。
例如，彎曲循環(huán)30的計(jì)算分解為以下順序
1) 計(jì)算管件厚度CHM3;
2) 根據(jù)管件材料標(biāo)準(zhǔn)CHM4、管件直徑CHM2、管件厚度 CHM3和彎曲半徑CHM5，尋求彈性回復(fù)比例值CHM10和彈性回復(fù) 常數(shù)C匪11;
3) 根據(jù)管件直徑CHM2和彎曲半徑CHM5，尋求造型半徑 CHM9和鉗口長(zhǎng)度CHM16;
4 )在全部設(shè)備的n臺(tái)機(jī)器(這里n=CHL4 )中，根據(jù)直徑CHM2 搜索勝任管件制造的彎管機(jī)；
5) 搜索每一臺(tái)選定彎管機(jī)的參數(shù)；
6) 才艮據(jù)管件元素CHTIO、 CHTll、 CHT12的坐標(biāo)X、 Y和Z 計(jì)算朝兩個(gè)彎曲方向的理論距離。該距離涉及關(guān)于兩結(jié)點(diǎn)間距離的 距離D，關(guān)于轉(zhuǎn)向CHL8 (換而言之管件自身旋轉(zhuǎn))的距離R及關(guān)于 理論角CHL12的距離A。
還可以控制為使彎曲鉗口通過(guò)的彎曲和為使壓接鉗口通過(guò)的彎 曲之間的最小長(zhǎng)度。該控制進(jìn)行以下計(jì)算
-根據(jù)造型半徑CHL3和理論角CHL12的彈性回復(fù)，計(jì)算實(shí)現(xiàn) 的半徑CHL13,
-根據(jù)實(shí)際半徑0:111^3計(jì)算理論距離，即距離LCHL8，它是與 在管件三維幾何模型10中定義的直線(xiàn)部分的理論長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的直線(xiàn) 部分長(zhǎng)度，
-控制第一和最后部分的直線(xiàn)長(zhǎng)度，以足夠用于壓接， -嚴(yán)格控制直線(xiàn)部分長(zhǎng)度大于鉗口長(zhǎng)度， 在檢驗(yàn)的情況下，對(duì)于選定的彎管機(jī)進(jìn)行另外一些計(jì)算 -計(jì)算距離L、 R、 A，分別對(duì)應(yīng)于文件35的域，根據(jù)按比例彈
性回復(fù)CHM10和恒定彈性回復(fù)CHMll、造型半徑CHL3及彎曲角 CHM7和CHM8 ，朝兩個(gè)彎曲方向的CHL8 、 CHL9 、 CHL10 、 CHL11 、 CHL12,
-計(jì)算彎曲所需的預(yù)留余量(r6serve) CHR8、 CHR9-應(yīng)該注
意僅有起點(diǎn)預(yù)留余量對(duì)彎曲模擬和有可能的碰撞有影響， -根據(jù)鉗口長(zhǎng)度作起點(diǎn)預(yù)留余量，
-終點(diǎn)預(yù)留余量根據(jù)鉗口長(zhǎng)度、造型半徑、若不可拆卸時(shí)的連 桿長(zhǎng)度、防皺板長(zhǎng)度CHM17、鉗子深度CHM13、鉗子內(nèi)直徑CHM12, 管件內(nèi)直徑CHT4、卡盤(pán)長(zhǎng)度CHM14、卡盤(pán)縮進(jìn)CHM15、最后肘管 的最后進(jìn)給量及延伸，以及
-計(jì)算兩個(gè)彎曲方向的輸送量(debit)。
由這些彎曲控制的計(jì)算30得出的該組數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在一個(gè)命名為 LRA的文本文件35中，其特征主要在于那些技術(shù)數(shù)據(jù)是進(jìn)給量L， 轉(zhuǎn)向R和彎曲A。
這些數(shù)據(jù)35是根據(jù)本發(fā)明的方法的防撞模擬部分的輸入數(shù)據(jù)。
根據(jù)由先前計(jì)算30得出的至少一個(gè)參數(shù)35，本方法在一個(gè)目錄 中搜索相應(yīng)的機(jī)器及工具。目的旨在根據(jù)關(guān)于管件制造的參數(shù)為防撞 模擬提供一整套機(jī)器/工具三維幾何40。
因此在步驟30和40之后，本方法利用可借助于由技術(shù)數(shù)據(jù)組 20表示的彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具獲得由管件數(shù)據(jù)組10表示的管件彎 曲工序的動(dòng)態(tài)三維模擬60的數(shù)據(jù)。
隨后，本方法實(shí)現(xiàn)彎曲的動(dòng)態(tài)模擬以控制基本管道系統(tǒng)關(guān)于整組 彎管機(jī)的可制造性。
本方法因此可以確定有效數(shù)據(jù)并標(biāo)識(shí)不可能的數(shù)據(jù)，并從而確定 模擬時(shí)碰撞是否出現(xiàn)。
在兩個(gè)管件彎曲方向進(jìn)行管件關(guān)于全部可能的彎管機(jī)及所用工 具的防撞檢驗(yàn)，并同時(shí)考慮到彎曲時(shí)的彈性回復(fù)效應(yīng)。
對(duì)于一臺(tái)給定的彎管機(jī)，棵管被放置在滾柱和鉗口上，而后在考 慮到由彈性回復(fù)造成的彈性形變的情況下，先前計(jì)算的彎曲循環(huán)30
被逐一重建。
在這些操作中的每一操作中，該模擬檢驗(yàn)在管道系統(tǒng)三維幾何模
型10和彎管機(jī)三維幾何模型40之間干擾的存在。
該檢驗(yàn)同樣在最經(jīng)常造成碰撞的工具上進(jìn)行，例如在轉(zhuǎn)向時(shí)的一 個(gè)單滾柱或雙滾柱以及彎曲彈性回復(fù)時(shí)的彎曲臂。
這一模擬對(duì)于管道系統(tǒng)的兩個(gè)管端被執(zhí)行，而后它與由之前計(jì)算 時(shí)提供的該組數(shù)據(jù)35表示的必需的可用彎管機(jī)組一起被更新。
該模擬提供來(lái)源于對(duì)發(fā)現(xiàn)的干擾的模擬響應(yīng)的完整計(jì)算的一個(gè) 結(jié)果文件70。此文件很可能在生產(chǎn)模式中被用于相應(yīng)的彎管機(jī)。
參照?qǐng)D6A和6B，結(jié)果文件70具有一個(gè)與文件10、 20和35的 結(jié)構(gòu)一致的STRU結(jié)構(gòu)并且包含屬于由以下內(nèi)容構(gòu)成的集合的信息
-管件編號(hào)CHR1，
-管件直徑CHR2，
-彎曲造型半徑CHR3,
-模擬彎管機(jī)數(shù)量CHR4，
-機(jī)器彎曲循環(huán)數(shù)CHR5，
-才幾器標(biāo)識(shí)碼CHR6,
-管件管端號(hào)CHR7,
-第一管端CHR8的彎曲預(yù)留余量，
-第二管端CHR9的彎曲預(yù)留余量，
-制造所需材料的輸送量CHRIO，
-滑架進(jìn)給量CHRll，
-轉(zhuǎn)向最小量CHR12，
-轉(zhuǎn)向最大量CHR13，
-要實(shí)施的彎曲角CHR14,
畫(huà)理論彎曲角CHR15，
-實(shí)現(xiàn)的彎曲半徑CHR16，
畫(huà)兩結(jié)點(diǎn)間的理論距離CHR17，
-進(jìn)給可能量CHR18，
-最小轉(zhuǎn)向可能量CHR19， -最大轉(zhuǎn)向可能量CHR20，及 -彎曲可能量CHR21。
在本模擬方法之后，可以自動(dòng)生成至少一個(gè)用于因此被模擬的彎 管機(jī)并從通過(guò)模擬檢驗(yàn)的彎曲控制循環(huán)35中推導(dǎo)出的彎曲控制序列。 一個(gè)關(guān)于管件可制造性的視覺(jué)信息在研究室中可被提供。 例如(圖2)，在研究室中，在否定檢驗(yàn)的情況下，換而言之在 彎管機(jī)M1的三維幾何模型和擁有一個(gè)端X1、 一個(gè)端X2、 一個(gè)肘管 Cl和一個(gè)肘管C2的管件Tl的三維幾何模型之間出現(xiàn)碰撞的情況下， 將修改管件數(shù)據(jù)組10的至少一個(gè)參數(shù)，并用因此修改的該組數(shù)據(jù)重 復(fù)模擬步驟。
在實(shí)際操作中，對(duì)于每一臺(tái)彎管機(jī)重復(fù)進(jìn)行模擬方法，直到獲得 表明借助于屬于所述彎管機(jī)組的一臺(tái)彎管機(jī)的管件可制造性的至少 一個(gè)肯定結(jié)果。
用戶(hù)可以連續(xù)或逐步地可視化不同的彎曲循環(huán)，以便進(jìn)行更為細(xì) 致的分析。
在檢測(cè)碰撞時(shí)，用戶(hù)可在一個(gè)類(lèi)似Catia軟件V5版的CAD工 具的軟件環(huán)境VI中視覺(jué)化干擾圖像(圖2 )。
例如，彎曲模擬的啟動(dòng)借助于CAD軟件工具條中的一個(gè)圖標(biāo)或 工作人員執(zhí)行。
生產(chǎn)時(shí)，彎曲模擬的啟動(dòng)可在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用中執(zhí)行，以檢驗(yàn)關(guān) 于一組機(jī)器的一個(gè)管件。該啟動(dòng)可通過(guò)一個(gè)"防撞動(dòng)作"按鈕執(zhí)行。
在整體處理一臺(tái)新機(jī)器的情況下，彎曲模擬的啟動(dòng)可由人/機(jī)界 面的 一 個(gè)"確認(rèn)"按鈕執(zhí)行。
一個(gè)對(duì)話(huà)框可以用連續(xù)模式或者逐步模式使該模擬可視化。
軟件平臺(tái)包括在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD領(lǐng)域的一個(gè)常用環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種模擬借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)的管件彎曲的方法，包括以下步驟-獲得至少一個(gè)與定義待彎曲管件的三維幾何模型相關(guān)聯(lián)的管件數(shù)據(jù)組(10)；-獲得至少一個(gè)與至少一臺(tái)彎管機(jī)、相關(guān)機(jī)械工具和/或管件材料的參數(shù)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)數(shù)據(jù)組(20)；-根據(jù)所述管件數(shù)據(jù)組(10)和所述技術(shù)數(shù)據(jù)組(20)，計(jì)算至少一個(gè)與至少一個(gè)管件制造參數(shù)相關(guān)聯(lián)的彎曲控制循環(huán)(30、35)；-根據(jù)來(lái)自于由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)(30、35)的至少一個(gè)參數(shù)(50)，獲得至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的至少一個(gè)三維幾何模型(40)；-根據(jù)由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)(35)，獲得由所述管件數(shù)據(jù)組(10)表示的、借助于由相應(yīng)三維幾何模型(40)表示的至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的管件彎曲工序的一個(gè)動(dòng)態(tài)三維模擬；-在進(jìn)行由此獲得的動(dòng)態(tài)三維模擬時(shí)，檢驗(yàn)所述管件借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的制造可能性；并且提供一個(gè)與所述管件由所述被模擬的彎管機(jī)及相關(guān)工具的可制造性相關(guān)的結(jié)果數(shù)據(jù)組(70)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，在否定檢驗(yàn)的情況下， 修改所述管件數(shù)據(jù)組(10)的至少一個(gè)參數(shù)，并用所述修改的管件數(shù) 據(jù)組重復(fù)所述模擬步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，在肯定檢驗(yàn)的情況下， 自動(dòng)生成從相應(yīng)彎曲控制循環(huán)推導(dǎo)出的并用于所述被模擬的彎管機(jī) 的至少一個(gè)彎曲控制序列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法被用于一組彎管 機(jī)，其中還包括以下步驟- 根據(jù)來(lái)自于由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)的至少一個(gè)參數(shù)，對(duì)于 至少每一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具獲得至少一個(gè)三維幾何模型(40 );-對(duì)于由此獲得的每一個(gè)三維幾何模型(40)重復(fù)所述模擬， 直到獲得至少一個(gè)表明所述管件借助于屬于所述彎管機(jī)組的一臺(tái)彎 管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的可制造性的肯定結(jié)果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述模擬步驟在研究室中 從管件定義階段開(kāi)始執(zhí)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述方法應(yīng)用在生產(chǎn)線(xiàn)上 以便準(zhǔn)備制造管件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)管件數(shù)據(jù)組(10)包 括屬于由以下各項(xiàng)構(gòu)成的集合的信息管件編號(hào)(CHT1)、管件材 料(CHT2)、夕卜直徑(CHT3)、內(nèi)直徑(CHT4 )、彎曲半徑(CHT5)、 在管件第一管端上安裝一個(gè)接頭所需的壓接長(zhǎng)度(CHT6)、在管件 笫二管端上安裝一個(gè)接頭所需的壓接長(zhǎng)度(CHT7)、管件元素的描 述(CHT8) 、 X、 Y、 Z坐標(biāo)數(shù)量(CHT9)、第一管端的坐標(biāo)X、 Y、 Z (CHT10)、第二管端的坐標(biāo)X、 Y、 Z (CHT12)、和管件斷裂點(diǎn)(CHT11)。
8. 根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中每一個(gè)技術(shù)數(shù)據(jù) 組(20)包括屬于由以下各項(xiàng)構(gòu)成的集合的信息機(jī)器編號(hào)(CHM1)、 管件材料(CHM4)、管件直徑(CHM2)、管件厚度(CHM3 )、 彎曲半徑(CHM5)、彎曲方向(CHM6)、彎曲最小角(CHM7) 和最大角(CHM8)、體積大小、彎曲造型(CHM9)、彈性回復(fù)比 例值(CHM10)和恒定值(CHM11)、彎管機(jī)機(jī)械工具的相互位置 及移動(dòng)可能性(CHM12至CHM20 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述控制循環(huán)(35)包括 屬于由以下各項(xiàng)構(gòu)成的集合的信息管件編號(hào)(CHL1)、管件直徑(CHL2)、彎曲造型半徑(CHL3)、待模擬彎管機(jī)數(shù)量(CHL4 )、 機(jī)器彎曲循環(huán)數(shù)(CHL5 )、機(jī)器標(biāo)識(shí)碼(CHL6 )、管件管端號(hào)(CHL7 )、 滑架進(jìn)給量(CHL8)、轉(zhuǎn)向最小量(CHL9)、轉(zhuǎn)向最大量(CHL10 )、 待實(shí)施的彎曲角(CHL11)、理論彎曲角(CHL12)、實(shí)現(xiàn)的彎曲半 徑(CHL13)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述結(jié)果數(shù)據(jù)組(70)包 括屬于由以下各項(xiàng)構(gòu)成的集合的信息管件編號(hào)(CHR1)、管件直 徑(CHR2 )、彎曲造型半徑(CHR3 )、待模擬彎管機(jī)數(shù)量(CHR4 )、 機(jī)器彎曲循環(huán)數(shù)(CHR5 )、機(jī)器標(biāo)識(shí)碼(CHR6 )、管件管端號(hào)(CHR7 )、 關(guān)于第一管端的彎曲預(yù)留余量(CHR8)、關(guān)于第二管端的彎曲預(yù)留 余量(CHR9)、制造中所需材料的輸送量(CHR10)、滑架進(jìn)給量(CHR11)、轉(zhuǎn)向最小量(CHR12)、轉(zhuǎn)向最大量(CHR13)、待 實(shí)施的彎曲角(CHR14)、理論彎曲角(CHR15)、實(shí)現(xiàn)的彎曲半徑(CHR16)、兩結(jié)點(diǎn)間的理論距離(CHR17)、進(jìn)給可能性(CHR18 )、 最小轉(zhuǎn)向可能性(CHR19)、最大轉(zhuǎn)向可能性(CHR20)和彎曲可能 性(CHR21)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述模擬包括在管件三維 幾何模型和彎管機(jī)三維幾何模型之間檢測(cè)到干擾存在時(shí)不停止模擬 的連續(xù)模式，包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于從管件任一管端開(kāi)始的彎曲系列的模 擬，并提供一個(gè)包括該模擬的結(jié)果的文件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述模擬包括逐步模式， 包括在檢測(cè)到每一個(gè)干擾時(shí)停止模擬，停止當(dāng)前模擬的可能性，對(duì)每 一個(gè)管件管端進(jìn)行模擬，在該檢測(cè)位置繼續(xù)所述當(dāng)前模擬的可能性， 分析并可視化檢測(cè)到的干擾的可能性，和在一個(gè)結(jié)果文件中記錄該檢 測(cè)到的干擾并顯示所述文件。
13. —種用于模擬借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)的管件彎曲的設(shè)備，包括- 用于獲得一個(gè)與定義待彎曲管件的三維幾何模型相關(guān)聯(lián)的 管件數(shù)據(jù)組(10)的處理裝置；- 用于獲得至少一個(gè)與至少一臺(tái)彎管機(jī)、相關(guān)機(jī)械工具和/或管 件材料的參數(shù)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)數(shù)據(jù)組(20)的恢復(fù)裝置；- 用于根據(jù)所述管件數(shù)據(jù)組(10 )和所述技術(shù)數(shù)據(jù)組(20 ), 計(jì)算至少一個(gè)與至少一個(gè)管件制造參數(shù)相關(guān)聯(lián)的彎曲控制循環(huán)(30、 35)的計(jì)算裝置；- 用于根據(jù)來(lái)自于由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)(30、 35)的至少 一個(gè)參數(shù)(50)獲得至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的至少一個(gè)三維 幾何模型(40)的獲取裝置；- 模擬裝置，適于根據(jù)由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)(35),獲得 由所述管件數(shù)據(jù)組(10)表示的、借助于由相應(yīng)三維幾何模型(40) 表示的至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的管件彎曲工序的一個(gè)動(dòng)態(tài) 三維模擬；- 檢驗(yàn)裝置，用于在進(jìn)行由此獲得的動(dòng)態(tài)三維模擬時(shí)，檢驗(yàn)所 述管件借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具的制造可能性；并且提 供一個(gè)與由此模擬的彎管機(jī)及相關(guān)工具的管件可制造性相關(guān)的結(jié)果 數(shù)據(jù)組(70)。
14. 一種全部或部分地由信息系統(tǒng)可讀的信息載體，必要時(shí)可移 動(dòng)，尤其是CD-ROM或磁載體，例如硬盤(pán)或磁盤(pán)，或可傳輸載體， 如一個(gè)電或光學(xué)信號(hào)，其特征在于它包括計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)該程序 被一信息系統(tǒng)加載并執(zhí)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng) 所述的方法。
15. —種存儲(chǔ)在信息載體上的計(jì)算機(jī)程序，所述程序包括指令， 當(dāng)該程序被一信息系統(tǒng)加載并執(zhí)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至12 中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
一種模擬借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)的管件彎曲方法，包括根據(jù)一組管件數(shù)據(jù)組(10)和一組技術(shù)數(shù)據(jù)組(20)計(jì)算至少一個(gè)關(guān)于管件制造參數(shù)的至少一個(gè)彎曲控制循環(huán)(30，35)的步驟。根據(jù)從由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)得出的至少一個(gè)參數(shù)(50)獲得至少一臺(tái)彎管機(jī)和相關(guān)機(jī)械工具的至少一個(gè)三維幾何模型(40)。根據(jù)由此計(jì)算的彎曲控制循環(huán)(35)，借助于由相應(yīng)的三維幾何模型(40)表示的至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具獲得由管件數(shù)據(jù)組表示的管件彎曲工序的一個(gè)動(dòng)態(tài)三維模擬。在如此取得的動(dòng)態(tài)三維模擬過(guò)程中檢驗(yàn)借助于至少一臺(tái)彎管機(jī)及相關(guān)機(jī)械工具制造管件的可能性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101366031SQ200680026481
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者J-L·拉默特, Y-H·勞德雷恩 申請(qǐng)人:空中客車(chē)法國(guó)公司