CN116011770B - 一种基于智能控制的生产制造备料方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于智能控制的生产制造备料方法和系统。所述生产制造备料方法包括：在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。
Description
技术领域
本发明提出了一种基于智能控制的生产制造备料方法和系统，属于智能制造技术领域。
背景技术
生产制造备料指的是为加工产品预备生产所需的原材料，可以根据工程所需的蓝图材料作为依据进行预备原材料，为后续实际的生产制造提供合适且必要的套料方案。锥形管在生产制造中主要包括圆锥型管和正多边锥形管，由原材料热轧钢板切割制弯加工而成。然而，目前国内铁塔行业制造厂家在生产锥形管时同样采用普通钢管的加工方式进行备料，普通钢管在制造时展开面呈长方形状，与原材料热轧钢板形状相似，可以根据长方形的长度和宽度推测出原材料在加工时需要预留的规格。而锥形管由于存在前端带后端尺寸逐渐减小的问题，导致展开面也呈现等边梯形连接形或弧形，此时以展开面最小长度和宽度推测规格会导致备料失败影响生产，而若以展开面的最大长度和宽度作为依据推测规格进行备料，不仅会导致精确度降低，而且会在切割时浪费不少原材料，直接导致生产利用率减少，会对生产制造厂家造成一定程度上的经济损失。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种针对生产制造锥形管展开面备料方法和系统，用以解决现有制造厂家在生产制造金属管，尤其是锥形管时，采用普通钢管的加工方式通过展开面进行备料而导致精确度较低和浪费原材料的问题，所采取的技术方案如下：
一种基于智能控制的生产制造备料方法，所述生产制造备料方法包括：
在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；
根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；
根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
进一步地，所述通过展开面的形状和尺寸，针对制造管体的钢板获取生产制造套料方案，包括：
当所述管体为圆柱管体时，提取所述圆柱管体的展开平面对应的长度和宽度，其中，所述圆柱管体的展开平面为矩形；
在制造管体的钢板上按照所述长度和宽度对应的尺寸进行备料。
进一步地，所述通过展开面的形状和尺寸，针对制造管体的钢板获取生产制造套料方案，还包括：
当所述管体为锥形管体时，根据所述标准尺寸数据利用弧度或三角函数方式计算获取锥形管体的展开平面所展示的最大弦长x以及最大长度y；
使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替所述锥形管体的展开平面对应的最大弧长和实际长度，并按照最大弧长和实际长度对应的尺寸数据使用钢板进行备料，获得更高利用率生产制造套料方案。
进一步地，根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，包括：
根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板。
进一步地，根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成，包括：
当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
一种基于智能控制的生产制造备料系统，所述生产制造备料系统包括：
信息获取模块，用于在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；
方案获取模块，用于根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；
冲压控制模块，用于根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
进一步地，所述方案获取模块包括：
第一平面参数获取模块，用于当所述管体为圆柱管体时，提取所述圆柱管体的展开平面对应的长度和宽度，其中，所述圆柱管体的展开平面为矩形；
第一备料模块，用于在制造管体的钢板上按照所述长度和宽度对应的尺寸进行备料。
进一步地，所述方案获取模块还包括：
第二平面参数获取模块，用于当所述管体为锥形管体时，根据所述标准尺寸数据利用弧度或三角函数方式计算获取锥形管体的展开平面所展示的最大弦长x以及最大长度y；
第二备料模块，用于使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替所述锥形管体的展开平面对应的最大弧长和实际长度，并按照最大弧长和实际长度对应的尺寸数据使用钢板进行备料，获得更高利用率生产制造套料方案。
进一步地，所述冲压控制模块包括：
冲压参数设置模块，用于根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
冲压执行控制模块，用于按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板。
进一步地，所述冲压参数设置模块包括：
第一参数设置模块，用于当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
第二参数设置模块，用于当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
本发明有益效果：
本发明提供了一种针对生产制造锥形管展开面备料方法和系统，使用展开面最大弦长和最大长度分别代替最大弧长和实际长度并使用相同厚度的钢板进行备料。在铁塔制造厂的实际生产过程中，可以在备料时为后续的生产节省更多的原材料，而在铁塔制造厂的实际加工过程中，也可以减少加工产生的废料，进而可以获得更高利用率生产制造套料方案。如图5至图7展示的更换方案前后系统中生产锥形管的利用率数张数据对比可以看出，图中第二条数据是使用常规方法套料的利用率，而第一条数据是优化方案之后的利用率，直观相比平均利用率提高了0.8％，如果按照废料利用率来算，加工产生的废料平均减少约20％。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程图；
图2为本发明所述钢管立体和展开面图；
图3为本发明所述锥形管立体和展开面图；
图4为本发明所述锥形管展开面套料示意图；
图5为本发明所述方法的效果对比展示图一；
图6为本发明所述方法的效果对比展示图二；
图7为本发明所述方法的效果对比展示图三。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提出了一种基于智能控制的生产制造备料方法，如图1所示，所述生产制造备料方法包括：
S1、在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；
S2、根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；
S3、根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
上述技术方案的工作原理为：首先，在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；然后，根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；最后，根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
上述技术方案的效果为：本实施例提供了一种针对生产制造锥形管展开面备料方法使用展开面最大弦长和最大长度分别代替最大弧长和实际长度并使用相同厚度的钢板进行备料。在铁塔制造厂的实际生产过程中，可以在备料时为后续的生产节省更多的原材料，而在铁塔制造厂的实际加工过程中，也可以减少加工产生的废料，进而可以获得更高利用率生产制造套料方案。直观相比利用率提高了0.8％，如果按照废料利用率来算，加工产生的废料减少将近25％。
本发明的一个实施例，所述通过展开面的形状和尺寸，针对制造管体的钢板获取生产制造套料方案，包括：
当所述管体为圆柱管体时，提取所述圆柱管体的展开平面对应的长度和宽度，其中，所述圆柱管体的展开平面为矩形；
在制造管体的钢板上按照所述长度和宽度对应的尺寸进行备料。
同时，所述通过展开面的形状和尺寸，针对制造管体的钢板获取生产制造套料方案，还包括：
当所述管体为锥形管体时，根据所述标准尺寸数据利用弧度或三角函数方式计算获取锥形管体的展开平面所展示的最大弦长x以及最大长度y；
使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替所述锥形管体的展开平面对应的最大弧长和实际长度，并按照最大弧长和实际长度对应的尺寸数据使用钢板进行备料，获得更高利用率生产制造套料方案。
上述技术方案的工作原理为：圆柱钢管展开方式获取锥形管的展开面，如图2所示，钢管成品的已知尺寸信息为长度h和直径R，钢管在展开时由于直径R在前端和后端始终保持一致，因而展开面呈现长方形，其中钢管展开面的宽度h等于成品钢管的长度h，而钢管展开面的长度l则等于成品钢管的圆周长πR，备料时可直接采用成品钢管的长度h和圆周长数值πR作为依据来选择合适的热轧钢板进行备料。
锥形管参照圆柱钢管的展开方式获取展开面时，如图3所示，锥形管成品的已知尺寸信息为长度h和前端直径R1和后端直径R2(R1<R2)，圆锥管的展开面由于半径在前端和后端会有一定差异，因而展开面呈现圆弧形。为方便长方形状热轧钢板能对锥形管进行备料，应当利用弧度和三角函数对锥形管展开面进行计算，分别计算出展开面的最大弦长x和最大长度y。
首先根据锥形管成品的尺寸数据作为已知条件作为出发点进行计算，并使用锥形管的最大直径R2和最小直径R1计算出其展开面对应的最大弧长πR2和最小弧长πR1。之后通过锥形管的长度作为条件并根据三维立体图的截面信息得到锥形管展开面的最大半径l`+l和最小半径l。先求出最小半径l，根据锥形管截面信息利用勾股定理可以得出，
再求出最大半径l`+l中的l`，根据相似三角形理论，需要先求出前置条件h`，通过简单计算可以得出，
得到了h`作为已知条件，接着通过勾股定理可以得出，
进而也能根据弧长和直径计算出锥形管展开面的半圆心角度α，根据弧长公式可以得出，
最后结合得到的半圆心角度α利用三角函数获得最大弦长x和最大长度y，
x＝2(l+l`)sinα
y＝l+l`-l`cosα
使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替最大弧长和实际长度并使用相同厚度的钢板进行备料，如图4所示，其中得到的最大弦长x会比最大弧长πR2的数值小，而最大长度y会比实际长度h`的数值大，可以获得更高利用率生产制造套料方案。
上述技术方案的效果为：用最大弦长代替最大弧长作为依据进行备料在生产过程中则会节省更多的原材料，用最大长度代替实际长度作为依据进行备料可以正好弥补加工时所需的加持长度，可以一定程度上减少加工时废料的产生量。
本发明的一个实施例，根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，包括：
S301、根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
S302、按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板。
其中，根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成，包括：
S3011、当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
S3012、当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
其中，所述第一参数设置模型如下：
其中，H01i表示第一参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N01表示第一冲压基准次数，即安全完成冲压的最低冲压次数，N01的取值范围为2-4；H01为第一参照冲压厚度，H01的取值范围为0.5cm-0.7cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s；
所述第二参数设置模型如下：
其中，H02i表示第二参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N02表示第二冲压基准次数，即针对圆弧形结构安全完成冲压的最低冲压次数，N02的取值范围为3-5；H02为第二参照冲压厚度，H02的取值范围为0.4cm-0.6cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s。
上述技术方案的工作原理为：首先，根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
然后，按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板。
具体的，根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成，包括：
当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
上述技术方案的效果为：通过上述方式进行冲压参数设置和冲压控制能够针对圆柱管体和圆锥管体进行高质量的冲压设置，根据冲压速度的实际情况进行每次冲压的厚度设置能够有效提高冲压厚度与冲压速度之间的合理匹配性，防止冲压速度过高导致的金属在单次冲压过程中出现升温速度过快，金属温度过高而软化，在冲压过程中出现褶皱和卷边的问题发生。
本发明实施例提出了一种基于智能控制的生产制造备料系统，如图2所示，所述生产制造备料系统包括：
信息获取模块，用于在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；
方案获取模块，用于根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；
冲压控制模块，用于根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
上述技术方案的工作原理为：首先，通过信息获取模块在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；然后，利用方案获取模块根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；之后，采用冲压控制模块根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
上述技术方案的效果为：本实施例提供了一种针对生产制造锥形管展开面备料系统使用展开面最大弦长和最大长度分别代替最大弧长和实际长度并使用相同厚度的钢板进行备料。在铁塔制造厂的实际生产过程中，可以在备料时为后续的生产节省更多的原材料，而在铁塔制造厂的实际加工过程中，也可以减少加工产生的废料，进而可以获得更高利用率生产制造套料方案。直观相比利用率提高了0.8％，如果按照废料利用率来算，加工产生的废料减少将近25％。
本发明的一个实施例，所述方案获取模块包括：
第一平面参数获取模块，用于当所述管体为圆柱管体时，提取所述圆柱管体的展开平面对应的长度和宽度，其中，所述圆柱管体的展开平面为矩形；
第一备料模块，用于在制造管体的钢板上按照所述长度和宽度对应的尺寸进行备料。
其中，所述方案获取模块还包括：
第二平面参数获取模块，用于当所述管体为锥形管体时，根据所述标准尺寸数据利用弧度或三角函数方式计算获取锥形管体的展开平面所展示的最大弦长x以及最大长度y；
第二备料模块，用于使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替所述锥形管体的展开平面对应的最大弧长和实际长度，并按照最大弧长和实际长度对应的尺寸数据使用钢板进行备料，获得更高利用率生产制造套料方案。
上述技术方案的工作原理为：圆柱钢管展开方式获取锥形管的展开面，如图2所示，钢管成品的已知尺寸信息为长度h和直径R，钢管在展开时由于直径R在前端和后端始终保持一致，因而展开面呈现长方形，其中钢管展开面的宽度h等于成品钢管的长度h，而钢管展开面的长度l则等于成品钢管的圆周长πR，备料时可直接采用成品钢管的长度h和圆周长数值πR作为依据来选择合适的热轧钢板进行备料。
锥形管参照圆柱钢管的展开方式获取展开面时，如图3所示，锥形管成品的已知尺寸信息为长度h和前端直径R1和后端直径R2(R1<R2)，圆锥管的展开面由于半径在前端和后端会有一定差异，因而展开面呈现圆弧形。为方便长方形状热轧钢板能对锥形管进行备料，应当利用弧度和三角函数对锥形管展开面进行计算，分别计算出展开面的最大弦长x和最大长度y。
首先根据锥形管成品的尺寸数据作为已知条件作为出发点进行计算，并使用锥形管的最大直径R2和最小直径R1计算出其展开面对应的最大弧长πR2和最小弧长πR1。之后通过锥形管的长度作为条件并根据三维立体图的截面信息得到锥形管展开面的最大半径l`+l和最小半径l。先求出最小半径l，根据锥形管截面信息利用勾股定理可以得出，
再求出最大半径l`+l中的l`，根据相似三角形理论，需要先求出前置条件h`，通过简单计算可以得出，
得到了h`作为已知条件，接着通过勾股定理可以得出，
进而也能根据弧长和直径计算出锥形管展开面的半圆心角度α，根据弧长公式可以得出，
最后结合得到的半圆心角度α利用三角函数获得最大弦长x和最大长度y，
x＝2(1+l`)sina
y＝l+1`-l`cosα
使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替最大弧长和实际长度并使用相同厚度的钢板进行备料，如图4所示，其中得到的最大弦长x会比最大弧长πR2的数值小，而最大长度y会比实际长度h`的数值大，可以获得更高利用率生产制造套料方案。
上述技术方案的效果为：用最大弦长代替最大弧长作为依据进行备料在生产过程中则会节省更多的原材料，用最大长度代替实际长度作为依据进行备料可以正好弥补加工时所需的加持长度，可以一定程度上减少加工时废料的产生量。
本发明的一个实施例，所述冲压控制模块包括：
冲压参数设置模块，用于根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
冲压执行控制模块，用于按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板。
其中，所述冲压参数设置模块包括：
第一参数设置模块，用于当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
第二参数设置模块，用于当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
其中，所述第一参数设置模型如下：
其中，H01i表示第一参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N01表示第一冲压基准次数，即安全完成冲压的最低冲压次数，N01的取值范围为2-4；H01为第一参照冲压厚度，H01的取值范围为0.5cm-0.7cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s；
所述第二参数设置模型如下：
其中，H02i表示第二参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N02表示第二冲压基准次数，即针对圆弧形结构安全完成冲压的最低冲压次数，N02的取值范围为3-5；H02为第二参照冲压厚度，H02的取值范围为0.4cm-0.6cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s。
上述技术方案的工作原理为：所述冲压控制模块的运行过程包括：
首先，通过冲压参数设置模块根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；然后，利用冲压执行控制模块按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板。
其中，所述冲压参数设置模块的运行过程包括：
首先，通过第一参数设置模块在当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
然后，利用第二参数设置模块在当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔。
上述技术方案的效果为：通过上述方式进行冲压参数设置和冲压控制能够针对圆柱管体和圆锥管体进行高质量的冲压设置，根据冲压速度的实际情况进行每次冲压的厚度设置能够有效提高冲压厚度与冲压速度之间的合理匹配性，防止冲压速度过高导致的金属在单次冲压过程中出现升温速度过快，金属温度过高而软化，在冲压过程中出现褶皱和卷边的问题发生。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种基于智能控制的生产制造备料方法，其特征在于，所述生产制造备料方法包括：
在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；
根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；
根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
其中，根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，包括：
根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板；
其中，根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成，包括：
当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
其中，所述第一参数设置模型如下：
其中，H01i表示第一参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N01表示第一冲压基准次数，即安全完成冲压的最低冲压次数，N01的取值范围为2-4；H01为第一参照冲压厚度，H01的取值范围为0.5cm-0.7cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s；
所述第二参数设置模型如下：
其中，H02i表示第二参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N02表示第二冲压基准次数，即针对圆弧形结构安全完成冲压的最低冲压次数，N02的取值范围为3-5；H02为第二参照冲压厚度，H02的取值范围为0.4cm-0.6cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s；
其中，所述通过展开面的形状和尺寸，针对制造管体的钢板获取生产制造套料方案，还包括：
当所述管体为锥形管体时，根据所述标准尺寸数据利用弧度或三角函数方式计算获取锥形管体的展开平面所展示的最大弦长x以及最大长度y；
使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替所述锥形管体的展开平面对应的最大弧长和实际长度，并按照最大弧长和实际长度对应的尺寸数据使用钢板进行备料，获得生产制造套料方案；其中，最大弦长x和最大长度y分别通过如下公式获取：
x＝2(l+l`)sinα
y＝l+l`-lcosα
其中，锥形管展开面的半圆心角度α；l`表示锥形管展开面的最大半径；l表示锥形管展开面的最小半径。
2.根据权利要求1所述生产制造备料方法，其特征在于，所述通过展开面的形状和尺寸，针对制造管体的钢板获取生产制造套料方案，包括：
当所述管体为圆柱管体时，提取所述圆柱管体的展开平面对应的长度和宽度，其中，所述圆柱管体的展开平面为矩形；
在制造管体的钢板上按照所述长度和宽度对应的尺寸进行备料。
3.一种基于智能控制的生产制造备料系统，其特征在于，所述生产制造备料系统包括：
信息获取模块，用于在管体实际生产前，通过管体生产计划产生的图纸数据信息获取所述管体对应成品的标准尺寸数据；其中，所述管体包括圆柱管体和锥形管体；
方案获取模块，用于根据所述标准尺寸数据将所述管体按照钢管展开方式展开，获取所述管体的展开平面，并通过展开平面的形状和尺寸，获取生产制造套料方案；
冲压控制模块，用于根据钢板厚度结合管体形状设置备料过程中冲压参数，并按照冲压参数对钢板进行冲压获取管体的展开平面的形状对应的板材，其中，所述冲压参数包括每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
所述冲压控制模块包括：
冲压参数设置模块，用于根据钢板厚度和管体形状设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔，其中，每个管体的展开平面的形状对应的板材通过多次冲压形成；
冲压执行控制模块，用于按照所述每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔按照生产制造套料方案所包含的冲压形状进行冲压，获取管体的展开平面形状的钢板；
所述冲压参数设置模块包括：
第一参数设置模块，用于当所述管体为圆柱管体时，利用第一参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
第二参数设置模块，用于当所述管体为圆锥管体时，利用第二参数设置模型设置每次冲压的厚度尺寸和每次冲压的时间间隔；
其中，所述第一参数设置模型如下：
其中，H01i表示第一参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N01表示第一冲压基准次数，即安全完成冲压的最低冲压次数，N01的取值范围为2-4；H01为第一参照冲压厚度，H01的取值范围为0.5cm-0.7cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s；
所述第二参数设置模型如下：
其中，H02i表示第二参数设置模型获取的前N-1次的每次冲压对应的冲压厚度，N表示形成一个管体的展开平面形状的钢板的最终冲压次数；N02表示第二冲压基准次数，即针对圆弧形结构安全完成冲压的最低冲压次数，N02的取值范围为3-5；H02为第二参照冲压厚度，H02的取值范围为0.4cm-0.6cm；L表示钢板的总厚度；V1表示当前冲压装置的冲压的下压速度；V0表示当前冲压装置的冲压的下压速度0.04m/s-0.13m/s；
所述方案获取模块还包括：
第二平面参数获取模块，用于当所述管体为锥形管体时，根据所述标准尺寸数据利用弧度或三角函数方式计算获取锥形管体的展开平面所展示的最大弦长x以及最大长度y；
第二备料模块，用于使用展开面最大弦长x和最大长度y分别代替所述锥形管体的展开平面对应的最大弧长和实际长度，并按照最大弧长和实际长度对应的尺寸数据使用钢板进行备料，获得生产制造套料方案；其中，最大弦长x和最大长度y分别通过如下公式获取：
x＝2(l+l`)sinα
y＝1+1`-1`cosα
其中，锥形管展开面的半圆心角度α；l`表示锥形管展开面的最大半径；l表示锥形管展开面的最小半径。
4.根据权利要求3所述生产制造备料系统，其特征在于，所述方案获取模块包括：
第一平面参数获取模块，用于当所述管体为圆柱管体时，提取所述圆柱管体的展开平面对应的长度和宽度，其中，所述圆柱管体的展开平面为矩形；
第一备料模块，用于在制造管体的钢板上按照所述长度和宽度对应的尺寸进行备料。
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