[发明专利]一种激光数字化柔性成形方法及装置

摘要

本发明涉及一种激光数字化柔性成形方法，通过成形板件进行数字化设计，把板料分成若干个功能区域，成形由应力激发装置产生应力分布，通过设计应力分布形态，并通过应力释放进行成形。一种激光数字化柔性成型装置，由激光器，控制臂，控制系统组成；激光器发出激光束通过光导纤维传输到工件表面，并有机械手臂进行位置控制，约束层系统也通过机械手臂进行位置控制，把水喷淋到工件表面光斑辐射位置，形成约束层，通过对激光强度，光斑、叠合率的控制可在各功能区域形成设计所需的应力分布。本发明能对大型结构件进行数字化成形设计和成形加工，该成形方法具有精度高、热影响小和非接触特性，能对板料进行大曲率的成形。

主权项

一种激光数字化柔性成形方法，其特征在于，具体步骤为：A)把脉冲激光的条状冲击区域看作为初应力作用的区域，作用效果由加载区域的宽度、应力大小和应力深度三个参数决定，其中应力区域的宽度可以用光斑直径来表示，在模型加载过程中可以假设应力的深度不变，通过应力值大小变化来表示实际激光冲击变形量的大小，采用等效初应力载荷的静态分析方法，把脉冲激光的冲击工艺参数等效成初应力载荷的大小，建立分析激光冲击作用变形量的有限元模型，可以对板料的激光变形问题进行分析，并且通过试验对模型进行验证，为成形工艺参数的计算奠定基础；B)通过仿真方法建立等效应力与变形之间的关系，使得等效应力与变形量一一对应；C)通过试验建立试验参数与变形之间的关系库，即激光参数与变形量之间的一一对应关系；D)进而得到试验参数与等效应力的联系；E)在有限院模型中，以等效应力为变量，校形量为计算目标，优化计算成形需要的等效应力和最佳冲击区域分布；F)根据等效应力与工艺参数的对应关系可得到成形工艺参数，根据成形工艺参数和光斑分布路径，设置激光器参数和二维移动工作台参数，进行校形。G)根据成形工艺参数和光斑分布路径，设置激光器参数和控制臂的移动参数，进行成形。