1.一種船體帆型外板倒三角形加熱方法,其特征在于,包含以下步驟:
步驟1:使用3D激光器掃描船體帆型外板,獲取船體帆型外板的三維曲面信息,計算出中軸線位置及長度,確定倒三角形加熱的頂點位置;
步驟2:確定船體帆型外板加熱的局部倒三角形區(qū)域,計算出加熱的倒三角形底邊長度,以及倒三角形的高;
步驟3:計算加工的火槍槍頭在x,y,z方向的速度分量,確保加工的火槍焰道不超出已確定的倒三角型加工區(qū)域。
2.根據權利要求1中所述的一種船體帆型外板倒三角形加熱方法,其特征在于,步驟1中,確定船體帆型外板的三維數據信息,計算船體帆型外板中軸線位置及長度,包括以下幾個步驟:
步驟1.1:確定船體帆型外板的高H,以及它的曲率σ;
步驟1.2:切割中軸線,確定船體帆型外板中倒三角形加工頂點個數及其坐標V(x,y,z),從而計算出加工的倒三角形區(qū)域數和加工的起點位置,切割規(guī)則如下:
其中vn表示頂點個數,C為三角形底邊長度,k為中軸線長度,頂點位置為初始加工起點位置,表示向下取整。
3.根據權利要求2所述的一種船體帆型外板倒三角形加熱方法,其特征在于,步驟2中,確定倒三角形加工區(qū)域,包含以下幾個步驟:
步驟2.1:確定倒三角型底邊長度,按照加工工藝要求,底邊長度一般為四倍的船體帆型外板厚度d,即底邊長度為C=4d;
步驟2.2:計算加工倒三角形區(qū)域內三角形的高,即倒三角形加熱區(qū)域中心線,過頂點V(xi,yi,zi),作垂直于中軸線的線段,可得到三角形中心線,由三角形的底邊和中心線可作出一個等腰三角形,從而確定加工的倒三角形區(qū)域。由于船體帆型外板是一個立體曲面,則加工的倒三角形高即為三角形的弧長S;
L2=r2+r2-2×r×r×cosθ
其中L為船體帆型外板中軸線與曲面頂點之間的直線段,即為弧面的弦長,r為弧所在的圓的半徑,θ表示半個弧面對應的圓心角度。
4.根據權利要求3所述的一種船體帆型外板倒三角形加熱方法,其特征在于,步驟3中,計算火槍槍頭在x,y,z方向上的速度分量包含以下幾個步驟:
步驟3.1:以弧長S為加工倒三角形高,底邊邊長為4d,在平面上構建一個三角形模型;
步驟3.2:火槍槍頭運動軌跡為多個橢圓形疊加形成的螺旋軌跡,單個橢圓短軸長為2Φ,第i個橢圓的短半軸長為ai,長半軸長為bi,火槍在倒三角形區(qū)域內的每一點加工時間相同,滿足:
a=Φ
其中Φ為焰道的寬度,Vxi表示第i個橢圓在短半軸方向速度分量,Vy表示每一個橢圓在長半軸方向的速度分量,由于a=a1=a2=a3=…=an,b1<b2<b3<…<bn,因此在短半軸方向的速度分量保持不變,長半軸方向分量速度依次遞減,使得加熱的每一點受熱均勻;
步驟3.3:在船體帆型外板曲面上,將弧長S分割成等大小的小段弧長s=a,計算每一小段在垂直高度上上升的距離h;
hi+hi-1=r-r×cosθi,h0=0,i∈N*
其中θi為弧長i×si所對應的角度,hi為相應弧長在垂直方向上上升的相對高度,Vz為火槍槍頭在z軸方向上的速度分量。