一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统及方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统及方法
本专利技术涉及一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统及方法，属于激光诱导柔性成形领域。
技术介绍
轻量化壁板具有几何构型灵活，内型面筋条形式多样，蒙皮厚度可变，容易实现等强度设计，提高航天器的密封可靠性等优点。另外，轻量化壁板形式不仅大幅度提高了结构的强度与刚度，而且采用轻量化壁板具有明显的减重效果。现有的轻量化壁板成形方法是由整块板坯先机加加强筋、然后经过滚弯或者模压成形等制成一个整体的加筋板件，成形加工过程步骤繁琐，需要反复进行修模、成形，容易造成壁板零件成形过程中产生局部开裂、起皱等缺陷；同时，针对不同尺寸和要求的壁板结构，需要加工大量模具，缺乏柔性、成本较高。激光诱导柔性成形技术是基于金属材料的热胀冷缩以及受热材料内部组织的膨胀特性，利用激光按一定的轨迹扫描金属板材表面，在热作用区产生强烈的温度梯度，导致非均匀分布的热应力，使金属板材发生塑性变形，以形成所需要的零件形状。现有的激光诱导柔性成形方法在板材整体成形完成后再测试是否满足加工要求，具有缺乏动态响应、激光扫描过程不可控等缺点。另外，现有的激光诱导柔性成形方法一般...
【技术保护点】
一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统，其特征在于，包括照相测量单元，激光器，红外测温仪，智能冷却单元，机床工作台，机床扫描驱动机构、数据分析控制单元和机床控制单元；照相测量单元和激光器间隔安装在机床扫描驱动机构上；红外测温仪安装在激光器上，照相测量单元、激光器和红外测温仪分别与数据分析控制单元相连，数据分析控制单元与机床控制单元相连，在数据分析控制单元存储激光器的扫描轨迹，所述扫描轨迹包括多个扫描行，数据分析控制单元输出扫描轨迹控制信号至机床控制单元，机床控制单元根据所述扫描轨迹控制信号驱动机床扫描驱动机构按照设定的扫描轨迹进行二维运动；待成形的轻量化壁板平面件固定在机床工作...
【技术特征摘要】
1.一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统，其特征在于，包括照相测量单元，激光器，红外测温仪，智能冷却单元，机床工作台，机床扫描驱动机构、数据分析控制单元和机床控制单元；照相测量单元和激光器间隔安装在机床扫描驱动机构上；红外测温仪安装在激光器上，照相测量单元、激光器和红外测温仪分别与数据分析控制单元相连，数据分析控制单元与机床控制单元相连，在数据分析控制单元存储激光器的扫描轨迹，所述扫描轨迹包括多个扫描行，数据分析控制单元输出扫描轨迹控制信号至机床控制单元，机床控制单元根据所述扫描轨迹控制信号驱动机床扫描驱动机构按照设定的扫描轨迹进行二维运动；待成形的轻量化壁板平面件固定在机床工作台上，在机床工作台上形成多个气孔，智能冷却单元包括多个气冷开关，多个气冷开关与数据分析控制单元相连；每个气冷开关对应一个气孔；通过气冷开关调节相对应的气孔的冷气出气量；激光器在机床扫描驱动机构的带动下按照设定的扫描轨迹照射待成形的轻量化壁板平面件，在激光器的高温作用下和气孔输出的冷气出气量共同作用下，轻量化壁板发生朝向激光器光束方向的弯曲变形；照相测量单元在机床扫描驱动机构的带动下跟随激光器运动，照相测量单元测量由激光器照射引起的轻量化壁板弯曲变形并发送至数据分析控制单元；在每个扫描行，数据分析控制单元根据红外测温仪测量的温度输出控制量至该扫描行对应的气冷开关，从而实现相应扫描位置的冷却控制；数据分析控制单元根据照相测量单元测量的弯曲变形判断该扫描行的变形量是否达到设定值，如果没有达到设定值数据分析控制单元输出重新扫描该扫描行的扫描轨迹控制信号至机床控制单元，从而带动激光器再次在该扫描行进行照射；如果达到设定值数据分析控制单元输出扫描下一扫描行的扫描轨迹控制信号至机床控制单元，从而带动激光器照射下一扫描行。2.根据权利要求1所述的一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统，其特征在于，所述轻量化壁板具有加强筋，数据分析控制单元根据加强筋所在的位置坐标调整激光器输出的激光能量大小。3.根据权利要求2所述的一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统，其特征在于，在轻量化壁板具有加强筋的部位，数据分析控制单元控制激光器输出第一能量的激光束；在轻量化壁板无加强筋的部位，数据分析控制单元控制激光器输出第二能量的激光束，第一能量比第二能量大。4.根据权利要求1所述的一种轻量化壁板激光诱导柔性成形系统，其特征在于，每个扫描行包括间距为D的两条扫描线，沿着第一扫描线前进设定距离F后切换到沿着第二扫描线继续前进设定距离F，然后再切换到沿着第一扫描线前进设定距离F，如此循环直至到达该扫描行的末尾。5.利用权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖小明，王博，韩建超，李彩玲，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，
类型：发明
国别省市：北京;11
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