测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统及方法技术方案

技术编号:40911501 阅读:36 留言:0更新日期:2024-04-18 14:40
本发明专利技术提供了一种测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统及方法,包括:激光扫描成形模块、在位测量模块以及工艺规划模块;所述在位测量模块用于在位测量成形工件的几何面型轮廓,并将型面数据传输至工艺规划模块;所述工艺规划模块根据在位测量模块获得的几何面型轮廓计算与目标面型的偏差,并规划激光喷丸成形的工艺方案;所述激光扫描成形模块:根据规划的激光喷丸成形的工艺方案实现工件的激光喷丸成形。该系统及方法形成在位测量、工艺规划、激光喷丸成形闭环工艺流程,实现大型工件的“测量‑规划‑成形”一体化激光喷丸精确成形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械制造领域,具体地,涉及测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统及方法,更为具体地,涉及一种集成化的激光喷丸成形系统,其通过将双目视觉测量以及工艺规划软件整合到激光喷丸成形加工系统中,有效实现壁板零件的闭环精确成形加工。


技术介绍

1、大型整体壁板是航天航空领域中一类极其重要的零部件,如飞机机翼、火箭储箱等,此类零件大多具有较为复杂的型面结构,以实现飞行器优良的气动性能,但同时也对壁板零件的成形提出了更高的要求。

2、传统的壁板零件成形方法包括压力成形、蠕变时效成形、机械喷丸成形,但以上工艺存在变形回弹大、制造周期长、模具成本高、成形能力有限等缺点。在航空航天飞行器零件尺寸逐渐增大、结构越来越复杂的背景下,亟需开发一种精确高效的壁板成形方法。

3、激光喷丸成形工艺是一种无模柔性成形方法,利用激光能量参数及冲击点位置可精确调节的特性,可实现壁板零件的高可控性成形加工,且激光冲击能在板件表层引入高幅值的残余压应力,提高壁板的疲劳性能,在大型整体壁板成形工艺中优势明显。

4、为了推动激光喷丸技术的应用,本领域研究人本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,包括:激光扫描成形模块、在位测量模块以及工艺规划模块;

2.根据权利要求1所述的测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,在所述在位测量模块中,包括:高功率有色激光模组(7)和双目视觉模块(9);

3.根据权利要求2所述的测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,所述激光喷丸成形系统扫描位置高效标定采用:利用激光光轴空间指向不变的性质确定喷丸工作距离,建立扫描振镜坐标系与双目视觉坐标系的空间变换关系;定义在扫描振镜坐标系下标定平板间隔的点阵位置,按照计算的点阵坐标控制扫描振镜运动,利用双目视...

【技术特征摘要】

1.一种测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,包括:激光扫描成形模块、在位测量模块以及工艺规划模块;

2.根据权利要求1所述的测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,在所述在位测量模块中,包括:高功率有色激光模组(7)和双目视觉模块(9);

3.根据权利要求2所述的测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,所述激光喷丸成形系统扫描位置高效标定采用:利用激光光轴空间指向不变的性质确定喷丸工作距离,建立扫描振镜坐标系与双目视觉坐标系的空间变换关系;定义在扫描振镜坐标系下标定平板间隔的点阵位置,按照计算的点阵坐标控制扫描振镜运动,利用双目视觉模块(9)测量在双目视觉坐标系下的扫描振镜实际扫描位置,将测量结果由双目视觉坐标系转换至扫描振镜坐标系下,计算扫描实际位置与理论目标点阵位置的偏差;基于测量得到的实际扫描位置与理论目标位置的偏差建立空间位置误差补偿函数实现激光精确空间指向。

4.根据权利要求2所述的测量规划成形一体化的激光喷丸成形系统,其特征在于,所述工件表面的几何型面轮廓测量采用:双目视觉模块(9)以所述投射光斑为测量目标点,利用扫描振镜(4)的高速线性扫描配合相机曝光,使点激光直线运动轨迹在图像中形成拖尾线激光,用于对工件表面进行覆盖式线激光扫描,从而获得工件表面的几何型面轮...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡永祥李志毛展晨江剑成唐鑫森
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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