一种汽车冲压模具的设计方法和装置与流程

1.本发明涉及机械设计的技术领域，尤其是涉及一种汽车冲压模具的设计方法和装置。


背景技术：

2.在机械设计领域存在着大量的历史机械设计方案，例如模具设计。当设计工程师拿到一个设计场景时，往往倾向于从历史机械设计方案中寻找一套与之类似或者部分满足设计需求的方案对其进行修改。
3.一般的方法是通过设计工程师手动调整设计方案的约束关系参数，包括几何约束(模具凹凸面，过渡角，分型面，型腔形状，分流道，浇口尺寸等)、几何结构关系约束，使之符合设计需求，或是梳理这套方案的生成逻辑，通过编写一些针对这类方案的程序规则，生成符合当前的设计需求的最终方案。这样的方法都会涉及到大量的修改工作，且通用性差，无法满足现代设计的高效运转的需求。
4.针对上述问题，还未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车冲压模具的设计方法和装置，以缓解现有的汽车冲压模具设计方法效率较低的技术问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种汽车冲压模具的设计方法，包括：步骤一、获取模具的约束关系；步骤二、训练算法模型；步骤三、输入待设计模具的零件模型；步骤四、推荐模具设计约束关系；步骤五、形成模具设计方案。
7.进一步地，步骤一所述模具的约束关系主要包含几何约束(形状、尺寸)、几何结构关系约束、结构姿态约束。
8.进一步地，步骤二所述训练算法模型包括如下步骤：a.模具结构的约束关系特征参数提取；b.建立待设计模具的零件模型与约束关系特征参数、模具几何结构的映射关系，形成样本；c.导入样本至算法模型学习、训练、评估；d.形成推荐算法模型。
9.进一步地，步骤四所述推荐模具设计的约束关系也包含几何约束(形状、尺寸)、几何结构关系约束、结构姿态约束。
10.进一步的，步骤五所述形成模具设计方案是根据算法模型学习待设计模具的零件模型、约束关系特征参数与模具几何结构的映射关系获得。
11.进一步地，所述方法还包括：提取的模具结构约束关系特征参数是将几何约束(形状、尺寸)、几何结构关系约束、结构姿态约束形成数据结构文件。
12.第二方面，本发明实施例还提供了一种汽车冲压模具的设计装置，包括：待设计模具的零件模型输入单元、约束关系推荐单元和设计方案形成单元，其中，待设计模具的零件模型输入单元，用于将待设计模具的零件导入；约束关系推荐单元，用于根据待设计模具的零件模型、历史数据训练好的算法模型，推荐待设计模具的约束关系；设计方案形成单元，
用于根据待设计模具的零件模型和约束关系，形成设计方案几何模型。
13.进一步地，所述约束关系包括：几何约束(形状、尺寸)、几何结构关系约束、结构姿态约束。
14.在本发明实施例中，通过获取待设计汽车冲压模具的零件数模；将零件数模输入预设学习模型，确定出目标汽车冲压模具的约束关系；基于待设计汽车冲压模具的约束关系和待设计汽车冲压模具的零件数模，确定出待设计汽车冲压模具约束关系中的具体参数，形成模具设计方案，达到了减少了设计工程师的工作量的目的，进而解决了现有的汽车冲压模具设计方法效率较低的技术问题，从而实现了提高了机械设计工作的工作效率的技术效果。
15.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
16.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的设计方法的流程图；
19.图2为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的设计意图；
20.图3为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具对应的零件的示意图；
21.图4为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的设计装置的示意图；
22.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例一：
25.根据本发明实施例，提供一种汽车冲压模具的设计方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
26.图1是根据本发明实施例的一种汽车冲压模具的设计方法汽的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
27.步骤一、获取模具的约束关系；
28.步骤二、训练算法模型；
29.步骤三、输入待设计模具的零件模型；
30.步骤四、推荐模具设计约束关系；
31.步骤五、形成模具设计方案。
32.具体的，首先，获取待设计汽车冲压模具的零件数模；
33.需要说明的是，上述的零件数模至少包括：零件的三维数模。
34.然后，将所述零件数模输入预设学习模型，确定出所述目标汽车冲压模具的约束关系；
35.接着，基于所述待设计汽车冲压模具的零件数模和约束关系，确定出所述待设计汽车冲压模型约束关系中的具体参数；
36.最后，基于所述确定具体参数的约束关系，形成汽车冲压模具的设计方案。
37.在本发明实施例中，通过获取待设计汽车冲压的零件数模；将零件数模输入预设学习模型，确定出待设计汽车冲压模具的约束关系，基于待设计汽车冲压模具的零件数模，确定约束关系中的具体参数，基于确定具体参数的约束关系，形成汽车冲压模具的设计方案，达到了减少了设计工程师的工作量的目的，进而解决了现有的汽车冲压模具的设计方法效率较低的技术问题，从而实现了提高了汽车冲压模具设计工作的工作效率的技术效果。
38.在本发明实施例中，将所述零件数模输入预设学习模型，确定出所述目标汽车冲压模具的约束关系包括如下步骤：
39.步骤s11，将所述零件数模输入预设学习模型，得到所述待设计汽车冲压模具的零件数模与预设汽车冲压模具的零件数模之间的特征匹配值；
40.步骤s12，基于所述零件数模的特征匹配值，确定出所述待设计汽车冲压模具的约束关系。
41.在本发明实施例中，在将待设计的汽车冲压模具的零件数模输入预设学习模型之后，将零件数模分别与预设学习模型存储的预设汽车冲压模具的零件数模进行匹配，得到待设计汽车冲压模具的零件数模与每个预设汽车冲压模具的零件数模之间的特征匹配值。
42.然后，将待设计汽车冲压模具的零件数模与每个预设汽车冲压模具的零件数模之间的特征匹配值中的最大值对应的预设模具约束关系，确定为待设计汽车冲压模具的约束关系，从而得到待设计汽车冲压模具的约束关系。
43.需要说明的是，上述的特征匹配值主要基于一维向量的cos近似度计算或者一维向量的编辑距离近似度计算。
44.在本发明实施例中，可以定义一套能够用于表征预设模具的约束关系的数据结构，包括：几何约束(形状、尺寸)、几何结构关系约束、结构姿态约束；所述几何约束有平行约束、垂直约束、重合约束、对称约束、水平约束、竖直约束、数值约束等，孔的法线，孔的类型，孔的深度，孔的直径，倒角等。
45.接着，获取预设模具对应的三维模型，并基于用于表征预设模具约束关系的数据结构提取出该对应的汽车冲压模具的约束关系。
46.最后，将预设模具的零件数模和预设模具对应的约束关系的结构数据输入初始学习模型，对初始学习模型进行训练，得到预设学习模型。
47.本技术中的汽车冲压模具的设计方法，通过构建能够表示设计方案中模具的约束关系的数据结构，能够提取出模具对应的汽车冲压模具的约束关系。
48.然后，利用深度学习算法或机器学习算法，以预设模具的零件数模和预设模具对应的约束关系结构数据作为训练数据，通过监督学习的方式，训练学习模型，得到预设学习模型。
49.当输入新的模具的零件数模，通过预设学习模型，输出用于制造新的模具所需要的约束关系。
50.图2和图3为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的设计实例，如图2所示，该设计方法的输入为图2：待设计零件的零件数模；经过模型的计算过程后，输出为图3冲压模具的设计方案几何数模。本技术通过设计表示设计方案中模具的结构特征的数据结构以及构建机械设计所需的预设学习模型，能够减少设计工程师的工作量，提升了汽车冲压模具的设计的通用性，从而满足现代设计的高效运转的需求。
51.实施例二：
52.本发明实施例还提供了一种汽车冲压模具的设计装置，该汽车冲压模具的设计装置用于执行本发明实施例上述内容所提供的汽车冲压模具的设计方法，以下是本发明实施例提供的汽车冲压模具的设计装置的具体介绍。
53.如图4所示，图4为上述汽车冲压模具的设计装置的示意图，该汽车冲压模具的设计装置包括：待设计模具的零件模型输入单元10、约束关系推荐单元20和设计方案形成单元30。
54.待设计模具的零件模型输入单元10，用于将待设计模具的零件导入；
55.约束关系推荐单元20，用于根据待设计模具的零件模型、历史数据训练好的算法模型，推荐待设计模具的约束关系；
56.设计方案形成单元30，用于根据待设计模具的零件模型和约束关系，形成设计方案几何模型。
57.在本发明实施例中，通过获取待设计汽车冲压模具的零件数模；将零件数模输入预设学习模型，确定出待设计汽车冲压模具的约束关系，其中，待设计汽车冲压模具为预设学习模型中与零件数模的特征匹配值最高的汽车冲压模具的约束关系；基于待设计汽车冲压模具的零件数，确定出待设计汽车冲压模具中约束关系的具体参数；基于确定具体参数的约束关系，得到汽车冲压模具设计方案，达到了减少了设计工程师的工作量的目的，进而解决了现有的汽车冲压模具设计方法效率较低的技术问题，从而实现了提高了机械设计工作的工作效率的技术效果。
58.优选的，所述约束关系包括：几何约束(形状、尺寸)、几何结构关系约束、结构姿态约束。
59.实施例三：
60.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
61.参见图5，本发明实施例还提供一种电子设备100，包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执
行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
62.其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
63.总线52可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
64.其中，存储器51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。
65.处理器50可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
66.实施例四：
67.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一中所述方法的步骤。
68.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
69.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
70.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，
仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
71.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
72.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
73.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。