一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法与流程

本发明涉及信息，尤其是一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法。

背景技术：

1、电池保护板的材料特性多样,包括金属、复合材料,不同材料的力学特性、热学特性、电学特性差异显著，在对电池保护板进行下料时,需要针对不同材料制定相应的切割策略,选择切割工艺和切割参数，电池保护板通常由多层不同材料叠层而成,各层材料的材料特性不仅存在差异,材料的各向异性也给切割带来挑战，不合理的切割路径会导致材料利用率低,产生大量边角料，亟需开展电池保护板材料特性的系统研究,建立材料特性数据库,明确不同材料、不同方向、不同层间的力学特性、热学特性、电学特性参数。

2、本发明针对提出上述缺点提出解决方案为：

3、对电池保护板的材料特性进行分析，获得适应金属、复合材料不同材料特性的基础数据和参数，制定针对不同材料的切割策略，基于切割策略，研究用于多层次电池保护板的下料技术，优化切割路径，集成能够处理多种材料和复杂结构的多功能切割设备执行切割路径，制定材料利用策略，将下料过程中的边角料进行分类和重新利用，用于生产其他零件。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述存在的技术问题，提供一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供了一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，主要包括：

4、通过力学性能测试仪和热传导仪器对预设的复合材料和金属材料的机械强度和导热性能进行评定，包括通过拉伸强度、屈服强度、断裂韧性评定机械强度，以及通过导热系数、热扩散系数评定导热性能，得到各材料性能参数，利用材料数据库将测试结果进行管理，并根据性能参数对各材料进行分类；

5、通过塑性加工热处理模型，根据材料分类结果来分析每类材料的加工难易度，包括切削力、刀具磨损速率、加工温度，通过切割策略模块为不同加工难易度材料类型生成切割工艺路线图，并标注切割速度、角度、切割工具类型，包括激光切割机或离子切割机，以及冷却和润滑方法；

6、对切割工艺路线图进行分析，结合材料性能参数和结构特征，包括形状、尺寸和厚度，采用遗传算法优化切割路径，生成切割操作方案，并采用禁忌搜索模块对切割顺序进行调整以避免冲突；

7、通过切割设备，接收切割操作方案，根据切割操作方案调节切割设备的切割参数，包括切割刀和电池保护板的运动路径、功率输出、电池保护板进给速度；

8、通过数据采集模块连接切割设备的传感器，实时监测切割过程，计算材料利用率和切割质量，并运用统计过程控制模块进行监测数据分析，采用主成分分析模块计算切割效率和材料损耗，若切割效率小于预设阈值或材料损耗大于预设阈值，则对切割策略模块进行动态优化；

9、对电池保护板切割后生成的边角料进行尺寸识别和形状分类，将识别结果与材料类型以及电池保护板对应电池的牌号相结合，记录在材料管理系统中；

10、电池零件生产过程中，在材料管理系统中查询对应电池的牌号关联的边角料数据，并通过形状匹配算法为电池零件匹配边角料，采用启发式优化算法计算得到料块布局与再切割指令，发送至电池零件生产系统，以执行对匹配的边角料的再利用。

11、有益效果

12、通过对材料的机械强度和导热性能进行全面测试和分类管理，提高材料选择的科学性和准确性，有助于针对不同应用场景选用最合适的材料；

13、依据材料特性定制化切割工艺路线图，考虑到了加工的难易度、工具选择及维护成本，提升了加工效率和成品率，同时降低了加工过程中的能耗与刀具磨损；遗传算法和禁忌搜索的应用确保了切割路径的高效性和无冲突性，减少了材料浪费，提高了切割精度和效率，同时也延长了切割工具的使用寿命；实时监测切割过程并运用统计过程控制及主成分分析，能够迅速识别并响应切割效率低下或材料损耗过大的情况，实现切割策略的即时调整，保证了生产过程的稳定性和经济性；通过尺寸识别、形状分类及与材料管理系统的集成，实现了边角料的精细化管理与高效再分配，显著提高了材料利用率，减少了废弃物，降低了生产成本；整个流程强化了资源的循环利用，减少资源消耗和环境影响，符合绿色制造和循环经济的理念；通过快速查询与匹配系统，能高效应对多变的生产需求，灵活调度边角料用于电池零件的生产，缩短了生产周期，增强了供应链的敏捷性。

14、工作原理：

15、首先，通过力学性能测试仪和热传导仪器对预设的复合材料和金属材料进行机械强度和导热性能评定，得到各材料性能参数，并将其存储在材料数据库中进行管理，接着，根据性能参数对材料进行分类，并通过塑性加工热处理模型分析每类材料的加工难易度，包括切削力、刀具磨损速率和加工温度，然后，切割策略模块根据材料分类结果生成切割工艺路线图，标注切割速度、角度、切割工具类型，以及冷却和润滑方法，在此基础上，结合材料性能参数和结构特征，采用遗传算法优化切割路径，生成切割操作方案，并通过禁忌搜索模块对切割顺序进行调整以避免冲突，切割设备接收切割操作方案，并根据方案调节切割参数，包括切割刀和电池保护板的运动路径、功率输出、电池保护板进给速度，同时，数据采集模块连接切割设备的传感器，实时监测切割过程，计算材料利用率和切割质量，统计过程控制模块对监测数据进行处理，主成分分析模块计算切割效率和材料损耗，若切割效率小于预设阈值或材料损耗大于预设阈值，则对切割策略模块进行动态优化，此外，通过重力传感器监测切割后掉落的边角料的重量，结合电池保护板切割前的重量，计算材料利用率，通过视觉传感器监测切割面的表面图像，提取切割面的表面特征，包括粗糙度，量化切割质量，对电池保护板切割后生成的边角料进行尺寸识别和形状分类，并将识别结果与材料类型以及电池保护板对应电池的牌号相结合，记录在材料管理系统中，最后，在电池零件生产过程中，查询材料管理系统中对应电池的牌号关联的边角料数据，并通过形状匹配算法为电池零件匹配边角料，采用启发式优化算法计算得到料块布局与再切割指令，发送至电池零件生产系统，以执行对匹配的边角料的再利用。

技术特征：

1.一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：所述通过力学性能测试仪和热传导仪器对预设的复合材料和金属材料的机械强度和导热性能进行评定，包括通过拉伸强度、屈服强度、断裂韧性评定机械强度，通过导热系数、热扩散系数评定导热性能，得到材料性能参数，利用材料数据库将测试结果进行管理，并根据性能参数对各材料进行分类，包括:

3.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：所述通过塑性加工热处理模型，根据材料分类结果来分析每类材料的加工难易度，包括切削力、刀具磨损速率、加工温度，通过切割策略模块为不同加工难易度材料类型生成切割工艺路线图，并标注切割速度、角度、切割工具类型，包括激光切割机或等离子切割机，冷却和润滑方法，包括:

4.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：所述对切割工艺路线图进行分析，结合材料性能参数和结构特征，包括形状、尺寸和厚度，采用遗传算法优化切割路径，生成切割操作方案，并采用禁忌搜索模块对切割顺序进行调整，包括:

5.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：所述通过切割设备，接收切割操作方案，根据切割操作方案调节切割设备的切割参数，包括切割刀和电池保护板的运动路径、功率输出、电池保护板进给速度，包括:

6.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：所述通过数据采集模块连接切割设备的传感器，实时监测切割过程，计算材料利用率和切割质量，并运用统计过程控制模块进行监测数据分析，采用主成分分析模块计算切割效率和材料损耗，若切割效率小于预设阈值或材料损耗大于预设阈值，则对切割策略模块进行动态优化，包括:

7.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，其特征在于：所述电池零件生产过程中，在材料管理系统中查询对应电池的牌号关联的边角料数据，并通过形状匹配算法为电池零件匹配边角料，采用启发式优化算法计算得到料块布局与再切割指令，发送至电池零件生产系统，以执行对匹配的边角料的再利用，包括:

技术总结本发明公开了一种电池保护板下料自动化轨迹规划方法，包括：对切割工艺路线图进行分析，结合材料性能参数和结构特征，包括形状、尺寸和厚度，采用遗传算法优化切割路径，生成切割操作方案，并采用禁忌搜索模块对切割顺序进行调整以避免冲突；通过切割设备，接收切割操作方案，根据切割操作方案调节切割设备的切割参数，包括切割刀和电池保护板的运动路径、功率输出、电池保护板进给速度；对电池保护板切割后生成的边角料进行尺寸识别和形状分类，将识别结果与材料类型以及电池保护板对应电池的牌号相结合，记录在材料管理系统中。技术研发人员：顾红军,张环,曾庆慰,卓豫龙,郑俊波受保护的技术使用者：广东众森实业发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27