[发明专利]激光切割修边线的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种修边线的优化方法，特别是涉及一种激光切割修边线的优化方法。

背景技术

对于修边线的确定的研究上，王昶等采用UG二次开发工具自动确定车身覆盖件拉深模具修边线。Y I等提出了基于一步成形方法对修边线的优化方法。这些研究对于提高修边线精度有着深远的影响，但均是将修边看作是一个瞬时的过程，并未考虑实时回弹对修边精度的影响。在样车制造或是小批量制件生产试验过程中，一般采用激光切割替代修边模具来对零件进行修边处理，由于激光切割过程中，应力应变的释放和产品形状特征的变化都将引起实时的回弹，导致激光切割过程中工件位置发生变化，致使激光切割至产品末端时制件与设计零件产生较大的误差。

通常我们在模拟板料的激光修边过程时，都忽略了切割过程中板料的回弹，即忽略了板料在被切割时的实时应力应变，而板料的回弹计算精度与其变形历史密切相关。那么忽略实时的回弹势必影响最终的产品修边精度，对于修边工序而言，当对每一段修边线进行切割时，势必会因为形状结构变化和应力应变释放，影响后续修边时的回弹值，从而影响修边线的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种修边精度高的激光切割修边线的优化方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的激光切割修边线的优化方法，充分考虑修边过程板料的卸载回弹过程，模拟时在修边过程中进行回弹计算，然后将回弹计算结果作为后一段修边的输入，来进行后段修边过程的数值模拟，遵循“修边→卸载回弹→修边”这一过程，基于有限元变路径迭代来实现修边线的计算，通过多次迭代，从而提高板料修边模拟的精度，对其过程进行分析优化得出考虑实时回弹的更符合实际生产精度的修边线。

具体过程可分为五步：

(1)、将工件整个修边过程分段处理；

(2)、从第一段修边开始，计算修边后回弹；

(3)、在此回弹基础上，开始下一段修边，以此类推将零件整个激光切割过程分段完成；

(4)、运用有限元仿真技术分别对每一段修边线进行迭代精确计算，得到多段不连续的曲线；

(5)、对各段曲线进行优化处理，得到最终激光切割线。

上述步骤(5)所述的优化处理是指：采用修边线降噪、分段分析、非必要控制节点过滤优化控制节点的方法，对连接点处转折曲线段上的噪点进行优化处理，减少噪点后进行桥接光顺，最终得到较光顺的修边线。

采用上述技术方案的光切割修边线的优化方法，充分考虑了修边过程板料的卸载回弹过程，模拟时在修边过程中进行回弹计算，然后将回弹计算结果作为后一段修边的输入，来进行后段修边过程的数值模拟，该模拟过程与实际冲压过程是一致的，遵循“修边→卸载回弹→修边”这一过程，从而提高了板料修边模拟的精度，对其过程进行分析优化得出考虑实时回弹的更符合实际生产精度的修边线。

考虑到在回弹过程中,最终形成的轮廓线是由回弹前的轮廓线,即修边线经过变形后所形成的,因此问题可以转化为求解这样一条修边线,使得回弹后形成的轮廓线经过整形处理后与产品轮廓线一致。本文从提出了一种基于有限元变路径迭代来实现修边线的计算，通过多次迭代，该方法可以实现修边线的考虑回弹精确计算。

发明的优点和积极效果：

针对激光修边过程中的实时回弹现象，分段对修边轮廓进行计算分析，相对于已有的修边线计算方法方法具有一定的优越性。激光切边过程中，制件的回弹过程并不是瞬时的，现有的计算方案都没有充分考虑整个切割过程中材料实时的流动特征以及激光修边过程的真实回弹情况，随着切边的进行，模拟计算出来的产品边界常常与实际设计边界产生一定的偏差。而传统的人工试错法又耗费大量的时间和精力。本文所提出新型修边计算理论与方法从一定程度上解决了模具设计中的一大重要技术难题。在提高修边精度的问题上具有一定的参考价值和指导作用。

综上所述，本发明是一种修边精度高的激光切割修边线的优化方法。

附图说明

图1是产品造型图。

图2是分块方案示意图。

图3是修边方案图。

图4是第一步回弹结果示意图。

图5是优化得出的四条曲线图。

图6是四种方案修边的误差对比图。

图7是考虑实时回弹的两种不同的修边顺序的误差结果对比图。

图8是优化前后误差结果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：