[發(fā)明專利]基于導(dǎo)軌運動的金屬板料激光噴丸成形動態(tài)自適應(yīng)裝備及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610559568.6
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN106191384B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永康;裴旭;張永俊;羅紅平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09;C21D9/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種基于導(dǎo)軌運動的金屬板料激光噴丸成形動態(tài)自適應(yīng)裝備，所述裝備的組成包括高能脈沖激光器(1)、動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)、水平導(dǎo)軌(3)、運動裝夾系統(tǒng)(4)、動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(5)、集成控制系統(tǒng)(6)、激光器控制系統(tǒng)(8)、運動裝夾控制系統(tǒng)(9)、動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)(10)；所述集成控制系統(tǒng)(6)分別與所述激光控制系統(tǒng)(8)、運動裝夾控制系統(tǒng)(9)、動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)(10)和動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)連接；其特征在于，

其中，所述激光控制系統(tǒng)(8)和高能脈沖激光器(1)電連接，以控制激光器的開啟和激光輸出參數(shù)；所述運動裝夾控制系統(tǒng)(1)和運動裝夾系統(tǒng)(4)電連接，以控制裝夾運動系統(tǒng)(4)的運動；所述動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)(10)和動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(5)電連接，以控制動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(5)的運動；所述裝夾運動系統(tǒng)(4)用于裝夾金屬板料；

所述集成控制系統(tǒng)(6)對所述激光控制系統(tǒng)(8)、運動裝夾控制系統(tǒng)(9)、動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)和動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)(10)進行控制并接受所述激光控制系統(tǒng)(8)、運動裝夾控制系統(tǒng)(9)、動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)和動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)(10)反饋的信息，進而實現(xiàn)激光噴丸金屬板料的動態(tài)自適應(yīng)成形；

所述動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)是由反射鏡(11)、激光頭沖擊系統(tǒng)(12)、立柱(16)、橫梁(17)、豎直導(dǎo)軌(18)、高速成像與定位系統(tǒng)(19)和照明燈(20)等組成，其中豎直導(dǎo)軌(18)安裝在立柱(16)上，激光頭沖擊系統(tǒng)(12)可沿著豎直導(dǎo)軌(18)上下運動；橫梁(17)上兩邊分別安裝有高速成像與定位系統(tǒng)(19)；整個動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)可沿水平導(dǎo)軌(3)運動；射入激光束經(jīng)反射鏡(11)反射后射入激光頭沖擊系統(tǒng)(12)；

所述動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(5)是由立桿(21)、橫桿(22)、上下調(diào)節(jié)定位環(huán)扣(24)、高速攝像系統(tǒng)(23)以及照明燈(25)組成，其中橫杠(22)通過上下調(diào)節(jié)定位環(huán)扣(24)固定在立桿(21)上，并且橫桿(22)兩邊分別裝有高速攝像系統(tǒng)(23)和照明燈(25)，整個所述動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(5)可沿水平導(dǎo)軌(3)運動。

2.如權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)軌運動的金屬板料激光噴丸成形動態(tài)自適應(yīng)裝備，其特征在于，所述激光頭沖擊系統(tǒng)(12)是由至少一個反射鏡組成的反射鏡組(13)、三棱鏡(14)以及聚焦調(diào)節(jié)鏡組(15)組成。

3.如權(quán)利要求2所述的基于導(dǎo)軌運動的金屬板料激光噴丸成形動態(tài)自適應(yīng)裝備，其特征在于，所述金屬板料在進行噴丸成形前，在其表面涂覆能量吸收層用于吸收激光能量，并在能量吸收層上在噴涂一系列規(guī)則分布的細小定位參考點列，在進行噴丸成形時，通過動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)的高速成像與定位系統(tǒng)(19)進行定位，以按照規(guī)劃好的路徑進行噴丸。

4.一種基于導(dǎo)軌運動的金屬板料激光噴丸成形動態(tài)自適應(yīng)方法，其基于權(quán)利要求3所述的裝備，其特征在于，工作流程如下：

(1)首先通過動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)的快速成像與定位系統(tǒng)(19)對所述金屬板料進行成像，通過金屬板料的各邊角劃定噴丸區(qū)域，并通過所述定位參考點列，將所述噴丸區(qū)域劃分為定位單元；

(2)在集成控制系統(tǒng)(6)輸入噴丸路徑，噴丸過程中，動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)通過其自身的快速成像與定位系統(tǒng)(19)，按照所述定位參考點列確定的定位單元，定位工藝路徑；

(3)通過動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(5)和動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)與沖擊系統(tǒng)(2)的快速成像與定位系統(tǒng)(19)反饋的板料變形情況，集成控制系統(tǒng)(6)向運動裝夾控制系統(tǒng)(9)發(fā)出指令，并進一步使運動裝夾系統(tǒng)(4)對板料位置進行調(diào)整，保證激光噴丸位置的垂直射入；

(4)按所述工藝路徑依次進行每一個點的激光噴丸。