(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210791331.6 (22)申请日 2022.07.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114863063 A (43)申请公布日 2022.08.05 (73)专利权人 南京智欧智能技 术研究院有限公 司 地址 211100 江苏省南京市江宁区开发区 诚信大道9号华瑞工业园8号楼 （江宁 开发区） (72)发明人 杨海　龚正　陈显东　展超　 代小龙　王佩　 (74)专利代理 机构 南京知宇恒专利代理事务所 (普通合伙) 32642 专利代理师 姜露露 (51)Int.Cl. G06T 17/20(2006.01) G06F 16/2458(2019.01) G06F 16/25(2019.01) G06Q 10/04(2012.01)G06Q 50/04(2012.01) (56)对比文件 CN 111229879 A,2020.0 6.05 CN 112560334 A,2021.0 3.26 CN 113987705 A,2022.01.28 CN 101901283 A,2010.12.01 CN 10737 7752 A,2017.1 1.24 US 2022118501 A1,202 2.04.21 WO 2022009576 A1,202 2.01.13 Khan M S , 等.An i ntelligent proces s model: predicti ng springback i n single point incremental formi ng. 《The Internati onal Journal of Advanced Manufacturi ng Technology》 .2014,第76卷(第 10期),第2071-2082页. 文怀兴等.基 于BP神经网络的单点渐进成形 回弹预测. 《热加工 工艺》 .2018,(第15期), 孙亮等.金属板材 单点渐进成形 数值模拟及 机理探讨. 《内江科技》 .2020,(第01期), 审查员 司淼淼 (54)发明名称 一种单点渐变表面形貌成形用的回弹预测 方法 (57)摘要 本发明公开一种单点渐变表面形貌成形用 的回弹预测方法， 属于表面形貌预测的技术领 域。 包括以下步骤： 预先生成目标模型集合和加 工模型集合； 以目标模型集合为输入， 加工模型 集合为输 出， 通过计算目标模型与加工模型之间 回弹值得到差值集， 同时确定回弹方向； 基于回 弹值和回弹方向对应标记出已产生回弹值的点 序列； 将所有序列点与差值集合并得到训练集T， 训练得到预测模型； 将三维数模导入预测模型， 经预测模型生成关于三维数模的预测数模。 本发 明创建了回弹预测方法， 其目的是为了实现在实 际加工之前， 基于理论模型做形变预测。 取代了现有技术中通过实际加工成形才能判断预测其 形变的技 术。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 114863063 B 2022.10.11 CN 114863063 B 1.一种单点渐 变表面形貌成形用的回弹预测方法， 其特 征在于， 至少包括以下步骤： 预先生成若干个三维 目标模型， 得到目标模型集合； 以三维 目标模型为参考， 加工得到 对应的若干个三维加工模型生成加工模型集 合； 以目标模型集合为输入， 加工模型集合为输出， 通过计算目标模型与加工模型之间回 弹值ej得到差值集 Ee={ e1, e2 ,…, ej}， 同时确定回弹方向； 基于回弹值和回弹方向对应 标记出已产生回弹值的点序列 Dj={ dj1, dj2 ,…, djn}； 将所有序列点与差 值集合并得到训 练集T={T1, T2,…, Tj}， 其中Tj=<Dj, ej>， 训练得到预测模型； 将三维数模导入预测模型， 经 预测模型生成关于三维数模的预测数模； 所述预测模型的训练流 程如下： 获取三维目标模型中的三维目标曲面 So； 利用网格模型将所述三维目标曲面 So划分为 若干个目标网格， 得到目标网格集 Go，Go={o1, o 2 ,…, oj}； 摄取工件的三维加工 曲面Sm， 利用所述网格模型将三维加工 曲面Sm划分为若干个加工 网格得到加工网格 Gm，Gm ={m1, m2 ,…, mj}； 其中， 目标网格 oj与加工网格 mj存在预设的对 应关系； 基于目标网格和与之相对应的加工网格创建公式， 所述公式被设置为计算出回弹值 ej， 同时确定回弹方向； 选定其中一个目标网格为中心目标网格， 按照预定顺序圈出中心目标网格周边的八个 目标网格， 得到 3*3的网格矩阵； 在网格矩阵中选出存在回弹值的目标网格， 得到关于 中心目标网格中产生 回弹值的点 序列Dk={ d1, … , dk}， 其中，dk表示中心目标网格周边的目标网格与对应加工网格之间 的z轴的差值， 2≤k＜n ； 所述公式的创建流 程如下： 基于目标网格 oj、 加工网格 mj所有的点分别拟合出目标平面方程Poj和加工平面方程 Pmj； 以目标平面方程为基准面， 获取经过所述目标网格中心点 （ xoj, yoj, zoj） 的目标平面 法线， 基于所述目标平面法线和 加工平面方程得到交点 （ Ix， Iy， Iz） ； 基于交点（ Ix， Iy， Iz）与目标网格中心点（ xoj, yoj, zoj）计算得到回弹值， ； 所述目标平面方程 Poj和加工平面方程 Pmj的拟合步骤相同， 具体如下： 平面方程表示 为： Z=b1*X + b2*Y； 对应的法线表示 为： [b1， b2，‑1]； 其中， b1和b2的取值如下： 随机获取同一平面内的若干个点坐标， 分别组合成3 ×3阶矩 阵A和3×1阶矩阵C， 其中矩阵A的元素为点坐标中的 （x， y） ， 矩阵C中的元素为点坐标中的 z， 基于最小二乘法给定3 ×1阶的回归系数 和3×1阶残差系数的 ， 则 ； ， 表示残差平方和趋于最小值， 表示残差平方和为最小值时选定的三个回归权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114863063 B 2参数； 则， 最小二乘法平面的系数向量 ： ； 为Z的计算系数； b1为X的系数， b2为Y的系数。 2.根据权利要求1所述的一种单点渐变表面形貌成形用的回弹预测方法， 其特征在于， 还包括： 创建数据库， 所述数据库包括： 预测数模， 以及相对应的回弹信息； 基于所述回弹信息 对相对应的预测数模做负处理得到临时数模； 其中回弹信息包括回弹值和回弹方向， 针对 回弹值的作负处 理则为负值处 理， 针对回弹方向的作负处 理则为反向处 理； 将所述临时数模作为 新的输入， 导入预测模型， 经 预测模型生成检测数模； 将所述检测数模与三维数模进行差值对比， 若差值小于阈值， 则将所述检测数模定义 为当前三维数模的实际输入。 3.根据权利要求1所述的一种单点渐变表面形貌成形用的回弹预测方法， 其特征在于， 所述网格模型的创建流 程如下： 在空间坐标体系中选定最低点为原点坐标O( x0 , y0 ,0)， 给定步长 d， 按照大小为 d*d的 方格对曲面进行划分得到若干个网格； 每个网格均由三维坐标 （ x， y， z） 进行定义， 其中 （ x， y） 的取值为对应 网格的中心点所在 的坐标点， z的取值 为对应网格相对原点 坐标O(x0 , y0 ,0)产生的所有高度的平均值； 对目标网格和加工网格分别采用三维坐标进行定义， 则目标网格的坐标为 （ x oj, yoj,  zoj） ， 加工网格的坐标为 （ xmj, ymj, zmj） ， 则对应关系如下：  。 4.根据权利要求3所述的一种单点渐变表面形貌成形用的回弹预测方法， 其特征在于， 所述回弹方向的确定流 程如下： 弹性形变方向的确认： 。 5.根据权利要求2所述的一种单点渐变表面形貌成形用的回弹预测方法， 其特征在于， 若差值大于阈值， 则基于临 时数模与检测数模之间的回弹信息对当前的临时数模做负处理 得到新的临时数模； 将所述新的临时数模作为新的输入， 导入预测模型， 经预测模型生成新的检测数模； 将 所述新的检测数模与新的临时数模做差值对比； 如此反复迭代， 直至差值小于阈值， 则定义关于所述三维数模的输入值为最新的检测 数模。 6.根据权利要求2所述的一种单点渐变表面形貌成形用的回弹预测方法， 其特征在于， 还包括： 创建存储库， 所述存储库用于存储预测数模的实际输入值； 其中， 所述实际输入值权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114863063 B 3