[发明专利]一种发动机分叉尾喷管焊缝激光冲击强化和校形的方法及装置

摘要

本发明公开了一种发动机分叉尾喷管焊缝激光冲击强化和校形的方法及装置,该方法首先对尾喷管进行失效分析，确定需要进行激光冲击强化的焊缝区域，接着激光冲击强化单元根据薄壁板的冲击强化加工参数对需要强化的焊缝区域进行冲击强化，然后借助光学测量仪器在线测量激光冲击强化区域材料动态应变场，计算应变场数据得到材料动态本构方程和动态应变率数据,同时借助三维轮廓扫描仪将尾喷管测量模型与CAD模型对齐，分别计算尾喷管强化区域的弯曲度误差和扭曲度误差，接着将测量的所有数据传递给整机控制系统，并调整冲击强化的激光参数以及确定需要校形的激光参数和校形路径，再通过激光冲击强化单元实现尾喷管强化过程中发生扭转和弯曲的校形。

主权项

1.一种发动机分叉尾喷管焊缝激光冲击强化和校形的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n步骤S1：对尾喷管进行失效分析，确定需要进行激光冲击强化的焊缝区域；/n步骤S2：将尾喷管夹装于尾喷管专用工装夹具上；/n步骤S3：开启辅助照明LED灯组提供加工过程中高质量的观测光源，涂水机器人控制系统开启并控制涂水机器人为加工区域提供稳定的涂水层；/n步骤S4：激光冲击强化单元产生冲击波并作用于所述尾喷管焊缝区域进行冲击强化；/n步骤S5：尾喷管激光冲击强化过程中，采用光学测量仪实时在线测量激光冲击强化区域材料动态应变场，由光学设备控制系统计算应变场数据得到材料动态本构方程和动态应变率数据，通过数据采集系统采集并反馈至整机控制系统；/n步骤S6：所述尾喷管激光冲击强化后，采用三维轮廓扫描仪测量尾喷管，测量得到的模型与CAD模型对齐，分别计算尾喷管强化区域的弯曲度误差和扭曲度误差，通过数据采集系统采集并反馈至整机控制系统；/n步骤S7：所述整机控制系统根据所述尾喷管的变形数据确定校形量，并预设校形激光参数和规划校形路径，激光发生器和装夹机器人接收所述整机控制系统的命令，激光器控制系统设定激光冲击校形参数，装夹机器人控制系统设定校形路径；/n步骤S8：所述激光冲击强化单元根据系统设置的参数产生冲击波作用于所述尾喷管强化区域的背面实现校形工作；/n步骤S9：激光冲击校形结束，所述整机控制系统判断尾喷管经激光冲击校形后的尺寸是否合格；/n步骤S10：如果所述尾喷管尺寸合格，结束激光冲击强化与校形；/n步骤S11：如果所述尾喷管尺寸不合格，所述整机控制系统通过数值模拟、在线测量数据和结合冲击强化工艺数据库综合推理得出最优的校形参数与路径，并实时发送至激光发生器与装夹机器人，再次实施尾喷管的激光冲击校形，重复所述步骤S7至所述步骤S11，通过激光器控制系统与装夹机器人控制系统实现最优激光冲击校形参数和校形轨迹移动的实时反馈控制，逐区域控制尾喷管强化区域的反向变形，通过累积局部变形逐渐实现整体精密校形，直至达到尺寸要求。/n