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专利号: 2020100438844
申请人: 重庆大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

根据增材工艺与锤击工艺的历史数据,建立如下对应关系:

焊缝平整度与残余应力的关系,用于根据焊缝平整度获取相应的残余应力,同时焊缝平整度用于表征残余应力;初始焊缝平整度与锤击消应力效果的对应关系,用于根据所需达到的消应力效果来确定初始焊缝平整度;增材工艺参数与初始焊缝平整度的对应关系,用于根据所需达到的初始焊缝平整度来确定出增材工艺参数;锤击前焊缝平整度、锤击工艺参数与锤击后焊缝平整度的对应关系,用于确定从锤击前焊缝平整度达到锤击后焊缝平整度所需要的锤击工艺参数;

以满足锤击消应力效果的初始焊缝平整度为目标,选择相应的增材工艺参数进行增材;重复以下锤击步骤,直到焊缝平整度满足最终焊缝平整度要求,满足最终焊缝平整度要求的同时也就满足了最终残余应力要求:选择从锤击前焊缝平整度达到锤击后焊缝平整度所需要的锤击工艺参数,并根据锤击工艺参数控制锤击系统对焊缝进行锤击。

2.根据权利要求1所述的积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制方法,其特征在于:采用焊缝中心两侧的特征点的拉应力以及焊缝整体峰值应力来表征残余应力。

3.根据权利要求1或2所述的积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制方法,其特征在于:锤击消应力效果是指初始焊缝平整度与最终焊缝平整度分别对应的残余应力差值Δσ,当残余应力差值Δσ在残余应力容差范围Ω1内时,则表示满足消应力效果;以残余应力容差范围Ω1内的最大残余应力差值Δσmax来确定初始焊缝平整度。

4.根据权利要求1所述的积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制方法,其特征在于:满足最终焊缝平整度要求是指焊缝平整度与最终焊缝平整度之间的平整度差值Δυ在平整度容差范围Ω2内。

5.根据权利要求1所述的积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制方法,其特征在于:以焊缝表面最高点与最低点的落差来计算焊缝平整度。

6.一种积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制系统,其特征在于:包括平整度与残余应力协调优化系统、控制中心、增材控制系统、锤击控制系统、三维扫描系统、平整度与消应力效果输入模块、工艺参数管理系统;

平整度与消应力效果输入模块,用于输入最终焊缝平整度与消应力效果;

工艺参数管理系统包括存储如下对应关系的数据库服务器:焊缝平整度与残余应力的关系,用于根据焊缝平整度获取相应的残余应力,同时焊缝平整度用于表征残余应力;初始焊缝平整度与锤击消应力效果的对应关系,用于根据所需达到的消应力效果来确定初始焊缝平整度;增材工艺参数与初始焊缝平整度的对应关系,用于根据所需达到的初始焊缝平整度来确定出增材工艺参数;锤击前焊缝平整度、锤击工艺参数与锤击后焊缝平整度的对应关系,用于确定从锤击前焊缝平整度达到锤击后焊缝平整度所需要的锤击工艺参数;

三维扫描系统用于对焊缝进行扫描并建立焊缝的三维模型,根据焊缝的三维模型反馈焊缝形状参数与焊缝平整度给平整度与残余应力协调优化系统;

平整度与残余应力协调优化系统用于执行平整度与残余应力协调优化程序,所述平整度与残余应力协调优化程序包括增材优化程序与锤击优化程序,所述增材优化程序用于根据消应力效果与最终焊缝平整度来确定初始焊缝平整度,并从数据库服务器中选择出用于满足初始焊缝平整度的增材工艺参数;所述锤击优化程序用于判断三维扫描系统所反馈的焊缝平整度是否满足最终焊缝平整度要求,并从数据库服务器中获取用于满足最终焊缝平整度要求的锤击工艺参数;

控制中心用于接收平整度与残余应力协调优化系统所选择出的增材工艺参数或锤击工艺参数,并相应发送给增材控制系统或锤击控制系统;

增材控制系统用于根据增材工艺参数控制增材系统进行增材;

锤击控制系统用于根据锤击工艺参数控制锤击系统对焊缝进行锤击。

7.根据权利要求6所述的积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制系统,其特征在于:锤击控制程序按如下步骤执行:步骤1:获取当前锤击前焊缝平整度,判断焊缝平整度是否满足最终焊缝平整度要求;

若是,则结束;若否,则进入步骤2;

步骤2:查询工艺参数管理系统中是否有满足从当前焊缝平整度达到最终焊缝平整度的锤击工艺参数;若是,则进入步骤3;若否,则进入步骤4;

步骤3:将满足从当前焊缝平整度达到最终焊缝平整度的锤击工艺参数发送给控制中心;并回到步骤1;

步骤4:查询工艺参数管理系统中从当前锤击前焊缝平整度达到差值与最终焊缝平整度最小的锤击后焊缝平整度所对应的锤击工艺参数,并将锤击工艺参数发送给控制中心;

并回到步骤1。

8.根据权利要求6所述的积材平整度与残余应力协调优化自反馈控制系统,其特征在于:工艺参数管理系统还包括数据库管理客户端,数据库管理客户端用于提供对工艺参数及相应工艺结果进行增添、删除、修改及查询的操作。