一种基于深度学习的汽车冲压工艺参数配置方法与流程

本发明涉及计算机辅助设计，尤其涉及一种基于深度学习的汽车冲压工艺参数配置方法。

背景技术：

1、现有的汽车冲压工艺参数配置通常依赖工程经验、试模调整或有限元仿真，对压边力、冲压速度、摩擦系数和模具间隙等参数进行反复修正。这类方法需要进行多轮仿真或试制，存在配置周期长、调整成本高和参数配置精度受人员经验影响较大的问题。

2、随着深度学习技术的发展，基于历史冲压数据进行成形缺陷预测和工艺参数推荐的方法逐渐得到应用。然而，现有方法多针对单道冲压工序或最终成形结果进行分析，难以关联同一板料区域在连续冲压工序中的变形传递过程，也无法准确区分前序累计变形与当前工序新增变形。

3、此外，现有方法通常不能根据材料区域的变形允许余量定位首次发生余量不足的冲压工序，难以将局部变形异常回溯至对应工艺参数，导致参数调整范围过大或调整方向不准确，影响汽车冲压工艺参数配置的可靠性。

4、因此，如何提供一种基于深度学习的汽车冲压工艺参数配置方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种基于深度学习的汽车冲压工艺参数配置方法，本发明材料域跨工序追踪与改进stemgnn模型相结合的方法，通过构建材料域传递链和冲压工序图序列，利用互补谱投影分离累计变形成分与新增变形成分，并对首次引发变形余量透支的不变子空间进行固定归属，实现首次透支工序定位和责任工艺参数回溯；在此基础上，根据余量透支量收缩参数允许区间并交汇确定执行值，具有参数配置准确、责任定位清晰、跨工序变形追踪稳定和减少反复试模的优点。

2、根据本发明实施例的一种基于深度学习的汽车冲压工艺参数配置方法，包括如下步骤：

3、s1、解析汽车冲压设计数据，按初始板料成形连续性划分材料域，形成材料域集合；

4、s2、沿汽车冲压工序关联材料域集合并配置变形允许余量，形成材料域传递链；

5、s3、将材料域传递链转换为汽车冲压工序图，以材料域为节点、变形传递关系为边，关联工艺参数，形成冲压工序图序列；

6、s4、改进stemgnn模型的潜在相关层处理冲压工序图序列，构建图拉普拉斯矩阵，通过互补谱投影将不变子空间分配至两个stemgnn块；

7、s5、对齐相邻汽车冲压工序的不变子空间并继承块归属，第一stemgnn块提取累计变形成分，第二stemgnn块提取新增变形成分；

8、s6、叠加累计变形成分与新增变形成分，确定材料域工序变形增量并扣减变形允许余量，定位首次透支工序、余量透支量和首次透支不变子空间，将首次透支不变子空间固定归属于第二stemgnn块；

9、s7、沿首次透支不变子空间对应材料域的变形传递关系和工艺参数关联关系确定责任工艺参数，按余量透支量收缩责任工艺参数允许区间，形成材料域参数区间；

10、s8、交汇同一责任工艺参数的材料域参数区间，确定执行值并回写冲压工序，复核剩余变形余量，未透支时形成配置结果，透支时重新收缩对应参数区间。

11、可选的，所述s1具体包括：

12、s11、读取汽车冲压设计数据中的初始板料网格和冲压件成形网格，按照成形过程中的节点继承编号建立网格节点映射关系；

13、s12、沿初始板料网格邻接边核对映射节点在冲压件成形网格中的邻接状态，将保持邻接的网格单元归入同一成形连续区域，将邻接中断的网格单元分离；

14、s13、按照成形连续区域归并初始板料网格单元，划分材料域并形成材料域集合。

15、可选的，所述s2具体包括：

16、s21、按汽车冲压工序顺序比较相邻工序的板料网格单元继承关系，将具有共同继承单元的材料域建立对应，形成材料域工序对应关系；

17、s22、依据材料性能、初始板料状态和冲压件质量要求，确定各材料域由初始状态至成形极限之间的可用变形范围，配置变形允许余量；

18、s23、沿汽车冲压工序顺序连接材料域工序对应关系，对保留共同继承单元的材料域延续连接，对不再具有继承单元的材料域终止连接，将变形允许余量写入连续连接的材料域，形成材料域传递链。

19、可选的，所述s3具体包括：

20、s31、按照汽车冲压工序截取材料域传递链，将各工序保留的材料域建立为节点，并保持相邻工序中同一材料域的节点对应；

21、s32、检查同一工序内材料域之间的板料网格连接，将保持公共网格边界的材料域节点连接为变形传递边，形成汽车冲压工序图；

22、s33、按照工艺参数对应的模具接触区域和作用范围，将工艺参数关联至覆盖的材料域节点，并沿汽车冲压工序排列汽车冲压工序图，形成冲压工序图序列。

23、可选的，所述改进stemgnn模型包括潜在相关层、stemgnn层和输出层，stemgnn层包括第一stemgnn块、第二stemgnn块及残差连接，第一stemgnn块和第二stemgnn块的图傅里叶变换分别连接互补谱投影算子。

24、可选的，所述s4具体包括：

25、s41、潜在相关层沿汽车冲压工序编码材料域节点序列，自注意力机制计算材料域节点间相关权重，形成相关权重矩阵；

26、s42、对相关权重矩阵执行对称化和度归一化，构建归一化图拉普拉斯矩阵，特征值分解得到图傅里叶基；

27、s43、第一stemgnn块通过图傅里叶基生成回溯输出，残差连接计算材料域节点序列与回溯输出之间的残差，将回溯输出和残差投影至图拉普拉斯不变子空间；

28、s44、将回溯输出谱能量不低于残差谱能量的图拉普拉斯不变子空间归入第一stemgnn块，其余归入第二stemgnn块，分别构造第一谱投影算子和第二谱投影算子。

29、可选的，所述s5具体包括：

30、s51、以前一汽车冲压工序的图傅里叶基为参照，对当前汽车冲压工序的图拉普拉斯不变子空间执行正交procrustes对齐，形成对齐不变子空间；

31、s52、分别计算对齐不变子空间在前一汽车冲压工序第一谱投影算子和第二谱投影算子值域内的投影量；

32、s53、将第一投影量不小于第二投影量的不变子空间归入第一stemgnn块，其余归入第二stemgnn块，形成第一不变子空间和第二不变子空间；

33、s54、第一谱投影算子将当前汽车冲压工序的材料域节点序列投影至第一不变子空间，第一stemgnn块依次执行图傅里叶变换、频谱序列单元处理、图卷积和图傅里叶逆变换，形成累计变形成分；

34、s55、残差连接从材料域节点序列中扣除第一stemgnn块的回溯输出，形成残差；

35、s56、第二谱投影算子将残差投影至第二不变子空间，第二stemgnn块依次执行图傅里叶变换、频谱序列单元处理、图卷积和图傅里叶逆变换，形成新增变形成分。

36、可选的，所述s6具体包括：

37、s61、将当前汽车冲压工序的新增变形成分按材料域节点对应叠加至累计变形成分，更新累计变形成分，并将新增变形成分确定为材料域工序变形增量；

38、s62、沿材料域传递链依次扣减变形允许余量，将剩余变形余量首次小于零的材料域及对应汽车冲压工序确定为首次透支材料域和首次透支工序；

39、s63、将首次透支材料域的新增变形成分按第二stemgnn块占用的图拉普拉斯不变子空间进行正交分解，经图傅里叶逆变换还原为材料域节点分量；

40、s64、按照材料域节点分量对应的余量扣减量确定首次透支不变子空间；

41、s65、锁定首次透支不变子空间对应的特征向量，采用wielandt消去从第一stemgnn块的图傅里叶基中排除对应特征向量；

42、s66、第二谱投影算子保持对应特征向量，形成固定归属于第二stemgnn块的图拉普拉斯不变子空间。

43、可选的，所述s7具体包括：

44、s71、将固定归属于第二stemgnn块的首次透支不变子空间对应材料域节点确定为回溯起点；

45、s72、沿变形传递边回溯材料域节点，提取关联工艺参数，形成候选责任工艺参数集合；

46、s73、围绕候选责任工艺参数当前值向增大方向和减小方向取等距参数值，保持其他工艺参数不变，分别计算首次透支材料域的工序变形增量；

47、s74、将能够降低材料域工序变形增量的工艺参数确定为责任工艺参数，并确定降低材料域工序变形增量的调整方向；

48、s75、以余量透支量除以责任工艺参数单位变化对应的材料域工序变形增量减少量，确定允许区间边界移动量，沿调整方向移动允许区间边界，形成材料域参数区间。

49、可选的，所述s8具体包括：

50、s81、按照责任工艺参数归集材料域参数区间，选取最大下边界和最小上边界，形成责任工艺参数公共区间；

51、s82、责任工艺参数当前值位于公共区间内时保留当前值，位于公共区间外时选取邻近区间边界，形成执行值并回写对应汽车冲压工序；

52、s83、按照回写后的执行值重新确定材料域工序变形增量，沿材料域传递链扣减变形允许余量，形成材料域剩余变形余量；

53、s84、全部材料域剩余变形余量未透支时形成配置结果，存在透支时收缩对应责任工艺参数区间，重新交汇材料域参数区间、确定执行值并复核剩余变形余量。

54、本发明的有益效果是：

55、本发明通过划分可跨冲压工序持续追踪的材料域，建立材料域传递链和冲压工序图序列，能够连续记录同一板料区域在不同冲压工序中的变形传递过程，并结合变形允许余量对各工序的局部变形进行逐步扣减。相比仅依据单道工序或最终成形结果进行分析的方法，能够更准确地定位材料域首次发生余量透支的工序，提高冲压成形风险识别的针对性。

56、此外，本发明对stemgnn模型进行改进，通过互补谱投影将图拉普拉斯不变子空间分配至两个stemgnn块，分别提取累计变形成分和新增变形成分，并在相邻冲压工序之间对齐不变子空间、继承块归属。首次引发余量透支的不变子空间被固定归属于第二stemgnn块，从而能够持续追踪造成局部变形异常的新增变形成分，减少累计变形与当前工序新增变形相互混杂带来的判断偏差。

57、在此基础上，本发明沿首次透支不变子空间对应材料域的变形传递关系回溯责任工艺参数，根据余量透支量收缩参数允许区间，并通过不同材料域参数区间的交汇确定执行值。该方法能够缩小参数调整范围，减少整体试探和反复试模，提高汽车冲压工艺参数配置的准确性、稳定性和效率。