[发明专利]补偿通过渐进片材成形而形成的结构的回弹的系统和方法

说明书

本发明涉及补偿通过渐进片材成形而形成的结构的回弹的系统和方法，公开了渐进片材成形系统和方法，其被配置为通过渐进片材成形过程来形成结构。所述渐进片材成形系统和方法包括成形控制单元，所述成形控制单元补偿将通过所述渐进片材成形过程形成的结构的回弹。

技术领域

本公开的实施例整体涉及用于补偿通过渐进片材成形而形成的结构的回弹的系统和方法。

背景技术

某些结构通过渐进片材成形而形成。具体地，渐进片材成形提供了一种由金属形成薄结构的方法。成形工具通常包括圆形钝操作头，该操作头被推压或以其他方式抵靠片材金属的表面，该片材金属悬挂在夹钳、装配夹具等中以提供改进的三维形状。

当形成片材金属件时，片材金属中的一定量的应变被弹性恢复，这被称为回弹。相对于模具上的成形过程补偿回弹的已知方法是以迭代方式修改工具的形状，直到产生具有足够几何准确度的部分。这种过程可以通过首先模拟该过程，然后通过将模拟结果与预期结果进行比较而虚拟地执行。然后可修改模具以反转偏移。

然而，弹性前向补偿(即，针对回弹的补偿)通常不能应用于渐进片材成形，因为几何形状的较小变化可导致工具路径的拓扑结构的较大变化，这可对成形部分的最终几何形状产生预料不到的影响。例如，在渐进片材成形中，小凸块可完全改变工具路径的拓扑结构，并且在所得部分中可能形成单独的材料岛，这有许多缺点。第一，工具接合和缩回可在该部分上留下痕迹。第二，材料岛的形成可在材料的片材中留下凸块，这可能使其无法使用或以其他方式不可接受。第三，凸块可重新排序形成片材的哪些部分，这可影响工作流，诸如通过改变片材在成形过程期间的行为方式。此类改变最终可使任何校正步骤无效。

发明内容

需要用于补偿形成结构的渐进片材成形过程中的回弹的系统和方法。也就是说，需要在结构的渐进片材成形期间进行弹簧前向补偿的系统和方法。另外，需要在渐进片材成形过程期间维持工具路径同时还补偿回弹以形成期望结构形状的系统和方法。

考虑到这些需要，本公开的某些实施例提供了一种渐进片材成形系统，其被配置为通过渐进片材成形过程形成结构。所述渐进片材成形系统包括成形控制单元，所述成形控制单元补偿将通过所述渐进片材成形过程形成的结构的回弹。例如，成形控制单元通过基于回弹修改用于形成结构的成形工具的工具路径的至少一部分来补偿回弹。

在至少一个实施例中，所述成形控制单元确定待形成的结构的目标形状，并且模拟与所述目标形状相关的渐进片材成形操作。例如，所述成形控制单元比较所述目标形状和从所述渐进片材成形操作得到的结构之间的差异以确定补偿所述回弹的一个或多个偏移。所述一个或多个偏移涉及与所述回弹相反的力向量(即力的量值和方向)。所述成形控制单元可虚拟地模拟所述渐进片材成形操作，而成形工具不对所述结构进行物理操作。

在至少一个实施例中，所述成形控制单元确定整个模拟结构上的几何误差。所述成形控制单元响应于所述几何误差大于预定阈值而使垂直于目标几何形状的轮廓上的点偏移。在所述成形控制单元使所述点偏移之后，所述成形控制单元确定连续轮廓的任何集合是否具有大于最大步降的最大垂直偏差。响应于存在具有超过所述最大步降的最大垂直偏差的连续轮廓的至少一个集合，所述成形控制单元在目标轮廓和具有超过所述最大步降的最大垂直偏差的至少一个轮廓之间插入至少一个补偿轮廓。所述成形控制单元还将所述补偿轮廓映射到所述结构上以形成经补偿的几何形状。

在至少一个实施例中，所述成形控制单元将轮廓与所述结构的至少一个表面映射。

在至少一个实施例中，所述渐进片材成形还包括所述成形工具。所述成形工具被配置为跟随经修改的所述工具路径以形成所述结构。

本公开的某些实施例提供了一种渐进片材成形方法，其被配置为通过渐进片材成形过程形成结构。所述渐进片材成形方法包括由成形控制单元补偿通过所述渐进片材成形过程形成的结构的回弹。