焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及航空制造領(lǐng)域，特別涉及焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法和裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代飛機(jī)對(duì)飛行速度、載荷性能和燃油經(jīng)濟(jì)性有較高要求，傳統(tǒng)的鉚接壁板由于剛度、強(qiáng)度和密閉性差、結(jié)構(gòu)壽命低、重量大等缺點(diǎn)已被整體壁板所取代。

近年來，隨著焊接技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了筋條與蒙皮焊接而成的整體壁板結(jié)構(gòu)。這種焊接整體壁板能夠?qū)⒉牧侠寐蚀蟠筇岣?、零件制造成本大幅降低；并且桁條與蒙皮可采用不同的合金材料，為整體壁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了更大的空間，進(jìn)一步提高零件結(jié)構(gòu)效率。例如，空客A380機(jī)身下壁板全部采用了6013和6056鋁合金的焊接整體壁板，可極大地降低了零件制造成本，并提高了整體結(jié)構(gòu)效率。但是，整體壁板在筋條焊接過程中，由于只是局部受熱，使壁板內(nèi)部產(chǎn)生非均勻的熱應(yīng)力，導(dǎo)致加工完成后的壁板發(fā)生一定的初始變形及內(nèi)部殘余應(yīng)力，不利于后期整體壁板的裝配與服役，因此必須進(jìn)行相應(yīng)的校形處理。

目前，針對(duì)焊接整體壁板的校形方法有壓力校形(例如：滾彎、壓彎和錘擊)、時(shí)效校形(例如：蠕變時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效)、機(jī)械噴丸校形。

在壓力校形中，由于加強(qiáng)筋參與變形，容易產(chǎn)生失穩(wěn)、扭曲或開裂等缺陷，并且在卸載后會(huì)產(chǎn)生較大回彈，校形難度極大。此外，現(xiàn)代飛行器對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞壽命和損傷容限有較高要求，因此在一般情況下，壓力校形不作為主要校形手段，僅用于局部加強(qiáng)區(qū)域輔助校形手段。

時(shí)效校形必須采用具有時(shí)效硬化特性的材料，并且校形回彈量較大、壁板貼膜困難、模具成本高、準(zhǔn)備周期長(zhǎng)和要求有足夠尺寸的熱壓罐，導(dǎo)致生產(chǎn)耗能及成本很高。

機(jī)械噴丸校形則存在工藝參數(shù)難定、工藝可重復(fù)性差、校形能力受板厚限制、特殊細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與局部區(qū)域校形難度大等技術(shù)難點(diǎn)。

綜上所述，發(fā)展一種校形精度高、工藝可重復(fù)性強(qiáng)、自動(dòng)化控制和經(jīng)濟(jì)高效的焊接整體壁板校形的方法是航空制造業(yè)亟需解決的技術(shù)問題。

針對(duì)上述的技術(shù)問題，中國專利CN 103752651B《焊接整體壁板激光沖擊校形方法》是通過離線測(cè)量工件變形和殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)確定校形量和校形路徑，實(shí)施激光噴丸校形后再次進(jìn)行離線測(cè)量，如果貼膜間隙超過預(yù)留間隙，則重復(fù)上述步驟，直至貼膜間隙小于等于預(yù)定間隙。但上述方法存在以下問題：

1)采用離線測(cè)量工件變形，變形測(cè)量效率極低。

2)離線測(cè)量需要拆裝工件，導(dǎo)致重復(fù)定位誤差和變形大，尤其是對(duì)于大尺寸航空整體壁板而言重復(fù)精確定位很困難，推導(dǎo)出下一步的激光噴丸參數(shù)而沒有考慮重復(fù)定位誤差的影響，這在實(shí)際生產(chǎn)中顯然不足的。

3)激光噴丸殘余應(yīng)力離線測(cè)量非常費(fèi)事，應(yīng)力測(cè)量效率低，且殘余應(yīng)力值不宜作為確定下一步激光噴丸工藝參數(shù)的依據(jù)。

4)激光噴丸校形工藝參數(shù)確定機(jī)制簡(jiǎn)單，僅基于變形量設(shè)定，且缺乏工藝參數(shù)優(yōu)化機(jī)制，導(dǎo)致校形工序迭代步驟增長(zhǎng)，效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提出一種焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法和裝置，旨在優(yōu)化焊接整體壁板的激光噴丸的生產(chǎn)工藝，以實(shí)現(xiàn)航空精密制造的柔性化、數(shù)字化和智能化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)將需要校形的工件夾裝于工作臺(tái)上；

2)開啟LED測(cè)量輔助照明燈組提供高質(zhì)量觀測(cè)光源；

3)使用光學(xué)測(cè)量相機(jī)對(duì)所述工件進(jìn)行掃描，采集所述工件尺寸與校形量的數(shù)據(jù)并最終傳輸至專家系統(tǒng)；

4)所述專家系統(tǒng)根據(jù)所述工件尺寸和校形量的數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)校形參數(shù)；

5)激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)接收所述專家系統(tǒng)的命令，激光參數(shù)控制器設(shè)定激光噴丸校形參數(shù)；

6)工作臺(tái)位移處理器接收所述激光噴丸校形參數(shù)，工作臺(tái)位移控制器設(shè)定位移參數(shù)；

7)激光噴丸單元產(chǎn)生沖擊波并作用于所述工件并發(fā)生相應(yīng)變形；

8)所述工件激光噴丸校形過程中，所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)實(shí)時(shí)在線測(cè)量激光噴丸區(qū)域材料動(dòng)態(tài)應(yīng)變場(chǎng)，由圖形處理工作站計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)得到材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)方程和動(dòng)態(tài)應(yīng)變率數(shù)據(jù)，并反饋至專家系統(tǒng)；激光噴丸校形結(jié)束，所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)重新測(cè)量所述工件尺寸和校形量數(shù)據(jù)；

9)所述專家系統(tǒng)判斷工件經(jīng)激光噴丸校形后的尺寸是否合格；

10)如果所述工件尺寸合格，結(jié)束激光噴丸校形；

11)如果所述工件尺寸不合格，所述專家系統(tǒng)通過數(shù)值仿真、在線測(cè)量數(shù)據(jù)和專家數(shù)據(jù)庫綜合推理得出實(shí)時(shí)最優(yōu)的激光噴丸參數(shù)與工件位移參數(shù)，并實(shí)時(shí)發(fā)送至激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)與工作臺(tái)位移處理器，再次實(shí)施工件激光噴丸校形；重復(fù)所述步驟5)至所述步驟11)，通過激光參數(shù)控制器與工作臺(tái)位移控制器實(shí)現(xiàn)最優(yōu)激光噴丸校形參數(shù)和工件按預(yù)定軌跡移動(dòng)的實(shí)時(shí)反饋控制，逐區(qū)域控制工件變形，通過累積局部變形逐漸實(shí)現(xiàn)工件整體精密校形，直至工件達(dá)到尺寸要求。

優(yōu)選地，所述工件為柱形、錐形、凸峰形、馬鞍形和折彎形的焊接整體壁板。

優(yōu)選地，所述步驟1)的所述工作臺(tái)為航空制造專用的卡板式型面控制校形工裝。

優(yōu)選地，所述步驟3)的所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)的分辨率2900萬像素，所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)測(cè)量位移精度0.001-0.1/pixel。

優(yōu)選地，所述步驟3)或所述步驟4)的所述專家系統(tǒng)由理論模型數(shù)據(jù)庫和試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)庫組成，所述理論模型數(shù)據(jù)庫由數(shù)值仿真得到，所述試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)庫由基礎(chǔ)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)公式得到。

本發(fā)明還提出一種焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法的裝置，所述裝置包括光學(xué)在線測(cè)量模塊、激光噴丸校形模塊、工作臺(tái)位移模塊以及專家系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述光學(xué)在線測(cè)量模塊包括所述LED測(cè)量輔助照明燈組、所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)、所述光學(xué)設(shè)備控制器、所述圖形處理工作站。所述激光噴丸校形模塊包括激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)、所述激光參數(shù)控制器、所述激光噴丸單元；所述工作臺(tái)位移模塊包括所述工作臺(tái)、所述工作臺(tái)位移控制器、所述工作臺(tái)位移處理器；所述專家系統(tǒng)分別與所述圖形處理工作站、所述激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)、所述工作臺(tái)位移處理器電連接，所述光學(xué)設(shè)備控制器分別與所述LED測(cè)量輔助照明燈組、所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)、所述圖形處理工作站電連接；所述激光參數(shù)控制器分別與所述激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)、所述激光噴丸單元電連接；所述工作臺(tái)位移控制器分別與所述LED測(cè)量輔助照明燈組、所述光學(xué)測(cè)量相機(jī)、所述激光噴丸單元、所述工作臺(tái)位移處理器電連接。

本發(fā)明技術(shù)方案在工件激光噴丸校形過程中，通過光學(xué)測(cè)量相機(jī)實(shí)時(shí)在線測(cè)量激光噴丸區(qū)域材料動(dòng)態(tài)應(yīng)變場(chǎng)，并由圖形處理工作站計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)得到材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)方程和動(dòng)態(tài)應(yīng)變率數(shù)據(jù)，并反饋至專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)通過數(shù)值仿真、在線測(cè)量數(shù)據(jù)和專家數(shù)據(jù)庫綜合推理得出實(shí)時(shí)最優(yōu)的激光噴丸參數(shù)與工件位移參數(shù)，并實(shí)時(shí)發(fā)送至激光系統(tǒng)與工作臺(tái)位移系統(tǒng)，再次實(shí)施工件激光噴丸校形，使焊接整體壁板在航空精密制造中避免重復(fù)拆裝工件，提高激光噴丸校形的精度和工作效率，從而實(shí)現(xiàn)焊接整體壁板的激光噴丸校形的柔性化、數(shù)字化和智能化。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法的流程結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的柱形焊接整體壁板工件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的錐形焊接整體壁板工件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的凸峰形焊接整體壁板工件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的馬鞍形焊接整體壁板工件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的折彎形焊接整體壁板工件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提出一種焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形裝置。

參見圖2，本發(fā)明的一種焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形的裝置包括光學(xué)在線測(cè)量模塊、激光噴丸校形模塊、工作臺(tái)位移模塊以及專家系統(tǒng)。其中光學(xué)在線測(cè)量模塊包括LED測(cè)量輔助照明燈組2、光學(xué)測(cè)量相機(jī)3、光學(xué)設(shè)備控制器4、圖形處理工作站5；激光噴丸校形模塊包括激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6、激光參數(shù)控制器7、激光噴丸單元8；工作臺(tái)位移模塊包括工作臺(tái)1、工作臺(tái)位移控制器9、工作臺(tái)位移處理器10。

專家系統(tǒng)11分別與圖形處理工作站5、激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6、工作臺(tái)位移處理器10電連接，光學(xué)設(shè)備控制器4分別與LED測(cè)量輔助照明燈組2、光學(xué)測(cè)量相機(jī)3、圖形處理工作站5電連接；激光參數(shù)控制器7分別與激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6、激光噴丸單元8電連接；工作臺(tái)位移控制器9分別與LED測(cè)量輔助照明燈組2、光學(xué)測(cè)量相機(jī)3、激光噴丸單元8、工作臺(tái)位移處理器10電連接。

請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明還提出一種焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形的方法，包括以下步驟：

1)將需要校形的工件夾裝于工作臺(tái)1上；

2)開啟LED測(cè)量輔助照明燈組2提供高質(zhì)量觀測(cè)光源；

3)使用光學(xué)測(cè)量相機(jī)3對(duì)工件進(jìn)行掃描，采集工件尺寸與校形量的數(shù)據(jù)并最終傳輸至專家系統(tǒng)11；

4)專家系統(tǒng)11根據(jù)工件尺寸和校形量的數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)校形參數(shù)；

5)激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6接收專家系統(tǒng)11的命令，激光參數(shù)控制器7設(shè)定激光噴丸校形參數(shù)；

6)工作臺(tái)位移處理器10接收激光噴丸校形參數(shù)，工作臺(tái)位移控制器9設(shè)定位移參數(shù)；

7)激光噴丸單元8產(chǎn)生沖擊波并作用于工件并發(fā)生相應(yīng)變形；

8)工件激光噴丸校形過程中，光學(xué)測(cè)量相機(jī)3實(shí)時(shí)在線測(cè)量激光噴丸區(qū)域材料動(dòng)態(tài)應(yīng)變場(chǎng)，由圖形處理工作站5計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)得到材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)方程和動(dòng)態(tài)應(yīng)變率數(shù)據(jù)，并反饋至專家系統(tǒng)11；激光噴丸校形結(jié)束，光學(xué)測(cè)量相機(jī)3重新測(cè)量工件尺寸和校形量數(shù)據(jù)；

9)專家系統(tǒng)11判斷工件經(jīng)激光噴丸校形后的尺寸是否合格；

10)如果工件尺寸合格，結(jié)束激光噴丸校形；

11)如果工件尺寸不合格，專家系統(tǒng)11通過數(shù)值仿真、在線測(cè)量數(shù)據(jù)和專家數(shù)據(jù)庫綜合推理得出實(shí)時(shí)最優(yōu)的激光噴丸參數(shù)與工件位移參數(shù)，并實(shí)時(shí)發(fā)送至激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6與工作臺(tái)位移處理器10，再次實(shí)施工件激光噴丸校形；重復(fù)步驟5)至步驟11)，通過激光參數(shù)控制器7與工作臺(tái)位移控制器9實(shí)現(xiàn)最優(yōu)激光噴丸校形參數(shù)和工件按預(yù)定軌跡移動(dòng)的實(shí)時(shí)反饋控制，逐區(qū)域控制工件變形，通過累積局部變形逐漸實(shí)現(xiàn)工件整體精密校形，直至工件達(dá)到尺寸要求。

參見圖3至圖7，本發(fā)明的焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法和裝置適用于柱形焊接整體壁板、錐形焊接整體壁板、凸峰形焊接整體壁板、馬鞍形焊接整體壁板、折彎形焊接整體壁板。

請(qǐng)參見圖1和圖2，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中，將需要校形的焊接整體壁板夾裝于工作臺(tái)1上，根據(jù)焊接整體壁板的外形尺寸調(diào)整工作臺(tái)1的相應(yīng)工作參數(shù)，其中焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形裝置的工作臺(tái)1，是航空制造專用的卡板式型面控制校形工裝，其采用垂直于底座的線陣支撐結(jié)構(gòu)的外形曲線構(gòu)成所需要的工件外形，從而使得夾裝應(yīng)力最小化，并且無需根據(jù)不同形狀尺寸的工件開發(fā)專用工裝，從而節(jié)約制造成本以及提高生產(chǎn)效率。

通過開啟LED測(cè)量輔助照明燈組2，為光學(xué)測(cè)量相機(jī)3提供高質(zhì)量觀測(cè)光源，因?yàn)長(zhǎng)ED測(cè)量輔助照明燈組2配有激光導(dǎo)航器，可指示和測(cè)量工件的相應(yīng)位置與距離。

通過光學(xué)測(cè)量相機(jī)3對(duì)工件進(jìn)行掃描，依次通過圖形處理工作站5、光學(xué)設(shè)備控制器4將工件的相應(yīng)尺寸與校形量數(shù)據(jù)采集并最終傳出至專家系統(tǒng)11。因?yàn)槎鄠€(gè)光學(xué)測(cè)量相機(jī)3處于底層執(zhí)行單元，由工作臺(tái)位移控制器9控制，可對(duì)工件進(jìn)行全場(chǎng)掃描，如有必要可進(jìn)行局部區(qū)域的精確掃描及重構(gòu)。其中，光學(xué)測(cè)量相機(jī)3分辨率2900萬像素，測(cè)量位移精度0.001-0.1/pixel。圖形處理工作站5采用雙目視覺幾何重構(gòu)算法(Epipolar Geometry)得到工件實(shí)際尺寸數(shù)據(jù)，空間位置測(cè)量精度為：0.01mm/m3，并于理論外形尺寸對(duì)比得出校形量，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送至專家系統(tǒng)11。

本發(fā)明中，專家系統(tǒng)11的綜合數(shù)據(jù)庫由兩大模塊組成，包括理論模型數(shù)據(jù)庫和試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)庫，其中理論模型數(shù)據(jù)庫，由數(shù)值仿真得到，而試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)庫，由基礎(chǔ)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)公式得到。專家系統(tǒng)11在收到光學(xué)測(cè)量相機(jī)3發(fā)送的工件尺寸和校形量數(shù)據(jù)后，專家系統(tǒng)11根據(jù)數(shù)據(jù)庫預(yù)設(shè)校形參數(shù)，其中預(yù)設(shè)校形參數(shù)經(jīng)專家系統(tǒng)11的理論模型數(shù)據(jù)庫和試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)庫推理得出，然后由專家系統(tǒng)11分別向激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6和工作臺(tái)位移處理器10發(fā)送相應(yīng)的激光噴丸指令和工作臺(tái)位移指令。

激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6接收專家系統(tǒng)11下達(dá)的激光噴丸指令后，激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6控制激光參數(shù)控制器7設(shè)置相應(yīng)的激光脈沖寬度、能量、光斑直徑、搭接率等參數(shù)，最終控制激光噴丸單元8進(jìn)行激光噴丸。

工作臺(tái)位移處理器10接收專家系統(tǒng)11下達(dá)的工作臺(tái)位移指令后，位移控制器9設(shè)定工作臺(tái)1和激光噴丸單元8位移參數(shù)，工作臺(tái)位移處理器10對(duì)工作臺(tái)1與激光噴丸單元8進(jìn)行相應(yīng)的位移軌跡運(yùn)算，下達(dá)指令至位移控制器9，從而完成位移指令。

當(dāng)工作臺(tái)位移控制器9執(zhí)行位移指令完畢后，激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6產(chǎn)生激光脈沖，并由激光噴丸單元8產(chǎn)生激光噴丸照射至工件表面，對(duì)工件產(chǎn)生沖擊波作用從而使得工件發(fā)生相應(yīng)的變形。

在工件進(jìn)行激光噴丸校形過程中，光學(xué)測(cè)量相機(jī)3實(shí)時(shí)在線測(cè)量激光噴丸區(qū)域材料動(dòng)態(tài)應(yīng)變場(chǎng)。其中，光學(xué)測(cè)量相機(jī)3具有高速攝影功能，滿幅采樣頻率為168Hz，在降低分辨率時(shí)可提高采樣頻率，采樣頻率可達(dá)1334Hz。應(yīng)變測(cè)試精度20-50μ，通過光學(xué)設(shè)備控制器4將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至圖形處理工作站5。

圖形處理工作站5接收光學(xué)測(cè)量相機(jī)3發(fā)送的數(shù)據(jù)后，計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)得到動(dòng)態(tài)材料本構(gòu)數(shù)據(jù)，并反饋至專家系統(tǒng)11。其中圖形處理工作站5采用圖像相關(guān)對(duì)比技術(shù)(Digital Image Correlation)和虛擬全場(chǎng)計(jì)算方法(Virtual Fields Method)得出激光噴丸瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)材料本構(gòu)方程和應(yīng)變率，反饋至專家系統(tǒng)11進(jìn)行迭代運(yùn)算，為下一步激光噴丸校形參數(shù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

激光噴丸校形完畢后，光學(xué)測(cè)量相機(jī)3對(duì)工件進(jìn)行尺寸檢測(cè)。

如果工件的尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，則校形過程結(jié)束。

如果工件的尺寸不滿足設(shè)計(jì)要求，則交由專家系統(tǒng)11進(jìn)行決策和處理。專家系統(tǒng)11通過數(shù)值仿真、動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)和專家數(shù)據(jù)庫綜合推理得出實(shí)時(shí)最優(yōu)的激光噴丸參數(shù)與工件位移參數(shù)，并實(shí)時(shí)發(fā)送至激光發(fā)生器及導(dǎo)光系統(tǒng)6與工作臺(tái)位移處理器10；從而重復(fù)進(jìn)行校形，通過激光參數(shù)控制器7與工作臺(tái)位移控制器9實(shí)現(xiàn)最優(yōu)激光噴丸參數(shù)確定和工件按預(yù)定軌跡移動(dòng)的實(shí)時(shí)反饋控制，逐區(qū)域控制工件變形，實(shí)現(xiàn)工件精密校形并最終達(dá)到尺寸要求。

本發(fā)明所提出的焊接整體壁板在線自適應(yīng)激光噴丸校形方法和裝置，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有工件在線測(cè)量、激光噴丸校形參數(shù)自適應(yīng)設(shè)定與優(yōu)化、校形工序迭代次數(shù)少和高效率低成本等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)航空精密制造的柔性化、數(shù)字化和智能化。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。