本發(fā)明涉及激光噴丸成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用在飛機(jī)帶筋壁板上的激光噴丸成形系統(tǒng)以及該成形方法。

背景技術(shù)：

帶筋壁板成形在航空和國防領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如飛機(jī)的機(jī)翼、蒙皮，機(jī)匣等。為了使這些板料能夠在極端的工況條件下穩(wěn)定而有效地工作，它們通常會在板料的一側(cè)加上加強(qiáng)筋提高和改善其各項(xiàng)性能。

對于航空板料的加工，傳統(tǒng)方法是采用機(jī)械噴丸成形。機(jī)械噴丸是利用高速彈丸流撞擊金屬表面，使受撞擊的表面及其下層金屬產(chǎn)生塑形變形而延伸，從而造成板材凸起產(chǎn)生彎曲變形。如公開號為CN201510982987的發(fā)明專利“高筋條整體壁板扭轉(zhuǎn)變形的噴丸成形方法”，該專利通過以下方式:(1)對高筋條整體壁板的特定裝卡固定，(2)在高筋條整體壁板的兩端施加指向蒙皮內(nèi)側(cè)的力，中部施加指向蒙皮外側(cè)的力，(3)在該高筋條整體壁板上確定噴丸區(qū)域，在其外表面按照預(yù)定的噴丸軌跡進(jìn)行噴丸,實(shí)現(xiàn)了帶筋壁板的扭曲變形。但由于機(jī)械噴丸成形工藝影響因素眾多，難以精確控制；產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力較小，變形能力有限；且加工現(xiàn)場環(huán)境惡劣，后續(xù)彈丸清理過程繁瑣。且對于帶筋壁板沖擊，對肋板與基板結(jié)合區(qū)域存在噴丸死角，無法完全滿足加工要求。

激光噴丸成形是利用激光與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的沖擊波作用于金屬板料而使金屬板料成形的技術(shù)。它結(jié)合激光沖擊強(qiáng)化和傳統(tǒng)的機(jī)械噴丸成形的優(yōu)勢。相比之下，激光噴丸可以產(chǎn)生比機(jī)械噴丸更大更深的殘余壓應(yīng)力(約3-5倍)，擁有更強(qiáng)變形能力，同時(shí)增強(qiáng)了對工件表面的強(qiáng)化作用，提高了工件的抗疲勞和抗腐蝕性能。加工過程環(huán)境良好，加工柔性好，可對邊角等機(jī)械噴丸無法完成的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)加工，生產(chǎn)過程簡單快捷。

目前現(xiàn)有采用激光噴丸成形金屬板料的專利，主要是對一些非帶筋壁板進(jìn)行加工，且或多或少存在不足或缺陷。如專利號為ZL01134063.0的發(fā)明專利“一種激光沖擊精密成形方法及裝置”,該專利利用強(qiáng)脈沖激光束沖擊工件表面的柔性貼膜,使其表層氣化電離并形成沖擊波,使成形材料發(fā)生明顯塑性變形,這是宏觀材料變形,然后通過逐點(diǎn)沖擊和有序的沖擊點(diǎn)分布獲得大面積復(fù)雜形狀。由于該方法需要通過控制激光沖擊的各點(diǎn)沖擊力(即每點(diǎn)的工藝參數(shù)不同,如激光脈沖能量、光束直徑、重復(fù)頻率等)和沖擊路徑獲得精確的工件輪廓,由于各點(diǎn)的工藝參數(shù)不一樣,很難通過調(diào)整各點(diǎn)的工藝參數(shù)達(dá)到精確的各點(diǎn)沖擊力,并且會導(dǎo)致成形的效率降低。

又如，專利號為200510040116.9的發(fā)明專利“中厚板材激光噴丸成形的方法和裝置”，該專利提出了一套應(yīng)用于中厚板材激光噴丸成形系統(tǒng)，其根據(jù)生成曲面的形狀通過計(jì)算機(jī)優(yōu)化出各項(xiàng)工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)好噴丸路徑，控制激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)和工作臺的工作進(jìn)行噴丸。在路徑的實(shí)現(xiàn)上，其光路保持不動，利用五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床控制工件運(yùn)動，使得激光依路徑在工件上各點(diǎn)實(shí)施沖擊。這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)由于采用五軸數(shù)控機(jī)床承載板料而無法實(shí)現(xiàn)中大尺寸板料的成形。

再如，專利號為200810019757.X的發(fā)明專利“一種基于激光沖擊波效應(yīng)的板材雙面精密成形方法及裝置”，該專利在路徑實(shí)現(xiàn)上采用飛行掃描，通過入射激光導(dǎo)光系統(tǒng)的運(yùn)動，包括上下和左右的平移，使入射激光按照預(yù)定的路徑對豎直板面進(jìn)行掃描噴丸。該方法的缺點(diǎn)在于整個(gè)導(dǎo)光系統(tǒng)運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)。首先，要使整個(gè)導(dǎo)光系統(tǒng)的運(yùn)動覆蓋到整個(gè)目標(biāo)靶面，將要占很大的空間，柔性也較差。其次，整個(gè)導(dǎo)光系統(tǒng)大范圍的運(yùn)動難以保證運(yùn)動過程中各點(diǎn)的位置精度，運(yùn)動中的振動也可能會對導(dǎo)光系統(tǒng)中的部件產(chǎn)生不良影響。

再如，申請?zhí)枮?01510197097.4的發(fā)明專利“一種用于大型工件激光噴丸成形的光路裝置及方法”，該專利利用激光器發(fā)出的高能脈沖激光束經(jīng)過動態(tài)聚焦及矯形系統(tǒng)后發(fā)生截面形狀變化和聚焦位置的變化，再經(jīng)過一對掃描振鏡系統(tǒng)后指向特定的出射方向，從而通過動態(tài)聚焦及矯形系統(tǒng)和掃描振鏡系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)激光在大型工件上的掃描噴丸。其有益效果有：(1)通過幾個(gè)緊湊的部件的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了大型工件的激光噴丸，裝置所占空間小，運(yùn)動能量消耗小，柔性較好；(2)光路裝置布置簡單，運(yùn)動簡單而且運(yùn)動范圍小，精度容易保證，工件靶面上的光斑搭接率和掃描速度都能方便調(diào)節(jié)；(3)通過柱面透鏡組改變了入射激光的截面形狀，從而將在工件靶面上的噴丸光斑矯正為圓形，滿足工藝要求。但是，其缺點(diǎn)主要是由于掃描振鏡系統(tǒng)只能做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動而不能平行移動，當(dāng)加工大型工件，尤其是大尺寸金屬板料時(shí)，不能保證每一噴丸點(diǎn)的位置與激光束輻照方向垂直，從而影響加工效果；且當(dāng)工件的尺寸越大，此弊端越凸顯。

最后，如美國MIC公司公開號為US20110253690A1的專利“FLEXIBLE BEAM DELIVERY SYSTEM FOR HIGH POWER LASER SYSTEMS”，該專利在路徑實(shí)現(xiàn)上，利用一個(gè)萬向節(jié)反射鏡的運(yùn)動改變出射激光的方向，使入射激光按路徑進(jìn)行掃描，另配合一個(gè)望遠(yuǎn)鏡聚焦系統(tǒng)調(diào)節(jié)靶面上的光斑大小，激光的形狀還能通過場旋轉(zhuǎn)鏡和柱面鏡組的運(yùn)動來矯正。其優(yōu)點(diǎn)在于，只需要控制幾個(gè)較小部件的運(yùn)動就可以使激光在靶面上進(jìn)行噴丸掃描，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，其缺點(diǎn)在于，第一，導(dǎo)光系統(tǒng)中望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和斯托克斯透鏡組相互獨(dú)立，鏡片數(shù)量較多，構(gòu)成不夠簡單；其二，萬向節(jié)反射鏡運(yùn)動機(jī)構(gòu)復(fù)雜，保證運(yùn)動精度較為困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測帶筋壁板的動態(tài)應(yīng)變過程并自動再規(guī)劃加工路徑，實(shí)現(xiàn)帶筋壁板的動態(tài)自適應(yīng)制造的激光噴丸成形系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的在于，提供一種基于上述激光噴丸成形系統(tǒng)的成形方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種帶筋壁板激光噴丸成形系統(tǒng)，該成形系統(tǒng)主要包括激光器、激光控制器、用于確定加工位置并實(shí)施沖擊的定位與沖擊單元、第一水平運(yùn)動導(dǎo)軌、第二水平運(yùn)動導(dǎo)軌、用于裝載需要加工工件的裝夾單元、用于實(shí)時(shí)檢測帶筋壁板應(yīng)變過程的動態(tài)監(jiān)測單元、以及用于控制并調(diào)度各單元協(xié)調(diào)工作的集成控制單元。所述集成控制單元分別與激光控制器、定位與沖擊單元、裝夾單元和動態(tài)監(jiān)測單元連接。待加工的帶筋壁板安裝在裝夾單元上。所述定位與沖擊單元位于裝夾單元的一側(cè)(帶筋壁板的正面)，并安裝在第一水平運(yùn)動導(dǎo)軌上，定位與沖擊單元可在第一水平導(dǎo)軌上左右移動。所述動態(tài)檢測單元位于裝夾單元的另一側(cè)(帶筋壁板的背面)，并安裝在第二水平運(yùn)動導(dǎo)軌上，動態(tài)監(jiān)測單元可沿第二水平導(dǎo)軌左右移動。所述激光控制器用于控制激光器的開閉及各種激光參數(shù)的變換。

所述集成控制單元與裝夾單元相連，用于控制裝夾單元的運(yùn)動。裝夾單元將信息反饋給集成控制單元，并接受集成控制單元的指令；根據(jù)板料變形量的大小和變形量的要求，對板料的位置作出適當(dāng)調(diào)整。

具體的，所述動態(tài)監(jiān)測單元將帶筋壁板的應(yīng)變量、應(yīng)變過程及應(yīng)變情況實(shí)時(shí)反饋給集成控制單元。動態(tài)監(jiān)測單元主要包括第一底座、立桿、第一橫桿、第二橫桿、高速攝像裝置、定位環(huán)扣和第一照明燈。所述立桿豎直安裝在第一底座上，第一底座通過滑輪與第一遂平導(dǎo)軌連接。所述第一橫桿和第二橫桿通過定位環(huán)扣水平安裝在立桿上；第一橫桿與第二橫桿之間相隔一段距離，該距離可通過定位環(huán)扣調(diào)節(jié)，以滿足不同板筋距離的監(jiān)測需要，使動態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測范圍覆蓋更廣。所述高速攝像裝置分別安裝在第一橫桿和第二橫桿的兩端，通過圖像抓取并分析后獲得帶筋壁板的動態(tài)應(yīng)變情況并反饋給集成控制單元。所述第一照明燈安裝在定位環(huán)扣與高速攝像裝置之間。照明燈所發(fā)出的光照射在帶筋壁板的背面及板筋上的顯影劑微點(diǎn)上，以此增強(qiáng)顯影劑微點(diǎn)的顯影效果。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述動態(tài)檢測單元還包括用于調(diào)節(jié)角度的角度調(diào)節(jié)裝置，所述角度調(diào)節(jié)裝置安裝在第一橫桿和第二橫桿上，第一照明燈和高速攝像裝置安裝在角度調(diào)節(jié)裝置上。通過調(diào)節(jié)第一照明燈和高速攝像裝置的角度，使動態(tài)檢測單元的監(jiān)測范圍可以更好地覆蓋整塊帶筋壁板，更準(zhǔn)確地反映帶筋壁板的應(yīng)變大小和應(yīng)變過程。

具體的，所述定位與沖擊單元執(zhí)行集成控制單元的指令，對激光光路進(jìn)行調(diào)整和矯形，以實(shí)現(xiàn)激光噴丸板料成形的動態(tài)自適應(yīng)成形。該定位與沖擊單元主要包括第二底座、立柱、以及安裝在立柱上的反射鏡、橫梁、垂直導(dǎo)軌、第二照明燈、自定位攝像裝置和激光頭。所述立柱豎直安裝在第二底座上，第二底座通過滑輪與第二水平導(dǎo)軌連接。所述垂直導(dǎo)軌豎直安裝在立柱上。所述橫梁水平安裝，所述第二照明燈設(shè)置在橫梁上，對帶筋壁板進(jìn)行照明。所述自定位攝像裝置和激光頭均安裝在垂直導(dǎo)軌上，通過接受集成控制單元的控制指令并沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動，可以實(shí)現(xiàn)自動定位到需要激光噴霧的點(diǎn)上。所述反射鏡位于垂直導(dǎo)軌上方，用于將激光引導(dǎo)到激光頭，激光在激光頭內(nèi)通過調(diào)整和矯形，最后射向帶筋壁板。

進(jìn)一步的，所述激光頭主要由反射鏡組、三棱鏡和聚焦調(diào)節(jié)鏡組三部分組成。所述反射鏡組由若干反射鏡組成，主要用于調(diào)整激光光束的反射路徑；所述三棱鏡與聚焦調(diào)節(jié)鏡組共同對激光光束進(jìn)行矯形，同時(shí)三棱鏡對激光光束也起反射作用；所述聚焦調(diào)節(jié)鏡組主要用于調(diào)節(jié)激光光束的焦距，使激光的焦點(diǎn)主要集中在需要加工的點(diǎn)上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述自定位攝像裝置采用裝有高速攝像機(jī)的自動定位攝像裝置。自動定位攝像裝置可根據(jù)其到板料的距離，自動定位到激光在板料上的沖擊點(diǎn)，確保在進(jìn)行噴丸加工時(shí)，可以迅速定位。

進(jìn)一步的，為了獲得更好的激光噴丸效果，所述定位與沖擊單元包括用于提高激光能量吸收的能量吸收層。同時(shí)，保證在激光噴丸時(shí)，保護(hù)板料表層材料免受激光的熱損傷。所述能量吸收層覆蓋在帶筋壁板的正面。

進(jìn)一步的，所述定位與沖擊單元包括用于提高定位精度的參考點(diǎn)。所述參考點(diǎn)噴涂在帶筋壁板的正面，呈規(guī)則分布。在進(jìn)行激光噴丸時(shí)，定位參考點(diǎn)為規(guī)劃噴丸路徑和準(zhǔn)確識別噴丸單元提供必要的參考。

進(jìn)一步的，所述動態(tài)監(jiān)測單元包括用于進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的顯影劑微點(diǎn)。所述顯影劑微點(diǎn)分布在帶筋壁板的背面。其作用是當(dāng)進(jìn)行帶筋壁板進(jìn)行激光噴丸成形時(shí)，板料產(chǎn)生的變形和應(yīng)變率通過顯影劑表征并由高速攝像系統(tǒng)捕獲。

本發(fā)明的另一目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種帶筋壁板激光噴丸成形系統(tǒng)的成形方法，該成形方法主要包括如下步驟：

步驟S1:通過定位與沖擊單元的自定位攝像裝置對整個(gè)帶筋壁板進(jìn)行成像，通過金屬板料的各邊角劃定噴丸大致區(qū)域，通過板料上的定位參考點(diǎn)劃定各定位單元；

步驟S2:將噴丸路徑輸入到集成控制單元里，在噴丸過程中，定位與沖擊單元通過自定位攝像裝置，按照定位參考點(diǎn)所確定的定位單元來定位工藝路徑，并確定該時(shí)刻在成形工件上噴丸位置的坐標(biāo)；

步驟S3:通過收集自定位攝像裝置反饋的帶筋壁板的變形情況和動態(tài)監(jiān)測單元反饋的壁板背面及板筋的變形及動態(tài)應(yīng)變情況，集成控制單元向裝夾單元發(fā)出指令，對帶筋壁板的位置進(jìn)行調(diào)整，確保激光噴丸位置的垂直射入；

步驟S4:按照工藝路徑對下一個(gè)定位點(diǎn)進(jìn)行激光噴丸作業(yè)，直到完成整個(gè)工藝路徑。

本發(fā)明的工作過程和原理是：本發(fā)明提供的成形系統(tǒng)主要包括集成控制單元、激光器、激光控制器、定位與沖擊單元和動態(tài)監(jiān)測單元；集成控制單元作為整個(gè)激光噴丸成形系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)收集各單元反饋的數(shù)據(jù)信息和發(fā)布控制指令；定位與沖擊單元通過自動定位攝像裝置根據(jù)規(guī)劃的加工路徑自動識別要噴丸的點(diǎn)，并引導(dǎo)激光頭對定位點(diǎn)進(jìn)行噴丸；而動態(tài)監(jiān)測單元利用高速攝像裝置對整個(gè)帶筋壁板進(jìn)行監(jiān)測，將激光噴丸過程中壁板的應(yīng)變過程記錄下來，并反饋給集成控制單元進(jìn)行分析，集成控制單元根據(jù)分析結(jié)果對激光控制器、定位與沖擊單元、裝夾單元等下達(dá)控制指令，實(shí)現(xiàn)帶筋壁板激光噴丸過程的動態(tài)自適應(yīng)調(diào)整。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單、控制邏輯清晰、工作可靠、定位精度高，通過噴丸過程的動態(tài)監(jiān)測和自動調(diào)整，可以明顯提高激光噴丸的成形質(zhì)量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明中的激光器通過激光控制器來進(jìn)行控制，而集成控制單元會根據(jù)動態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過激光控制器來調(diào)節(jié)激光器的相應(yīng)參數(shù)，如激光的脈沖能量、光束直徑和重復(fù)頻率等等，實(shí)現(xiàn)各噴丸點(diǎn)的激光沖擊力度不同。

(2)本發(fā)明所提供的定位與沖擊單元安裝在水平導(dǎo)軌上，可以實(shí)現(xiàn)水平移動，自定位攝像裝置和激光頭安裝在垂直導(dǎo)軌上，可以實(shí)現(xiàn)豎直方向的移動，兩者結(jié)合使激光頭的工作區(qū)域可以覆蓋更大的范圍，而且定位精度可以得到保證。

(3)本發(fā)明根據(jù)動態(tài)監(jiān)測單元的反饋信息，對定位與沖擊單元進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)調(diào)整，確保激光光束對準(zhǔn)定位點(diǎn)并垂直射入，從而獲得更好的加工效果。

(4)本發(fā)明根據(jù)具體過程需要，在壁板表面設(shè)置用于提高定位精度的參考點(diǎn)來進(jìn)行定位及沖擊單元的識別。在進(jìn)行激光噴丸時(shí)，定位參考點(diǎn)為規(guī)劃噴丸路徑和準(zhǔn)確識別噴丸單元提供必要的參考，保證加工過程的精度。

(5)本發(fā)明根據(jù)加工過程中板料變形的情況，為了保證激光束垂直照射到板料表面，通過集成控制單元來控制裝夾單元的運(yùn)動，根據(jù)板料變形量的大小和變形量的要求，對板料的位置作出適當(dāng)調(diào)整。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提供的激光噴丸成形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所提供的定位與沖擊單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所提供的定位與沖擊單元的光路原理圖。

圖4是本發(fā)明所提供的自定位攝像裝置的工作原理圖。

圖5是本發(fā)明所提供的動態(tài)監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明所提供的涂有能量吸收層的帶筋壁板正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明所提供的涂有參考點(diǎn)的帶筋壁板正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明所提供的涂有顯影劑微點(diǎn)的帶筋壁板背面結(jié)構(gòu)示意圖。

上述附圖中的標(biāo)號說明：1-激光器；2-動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元；3-水平導(dǎo)軌；4-裝夾運(yùn)動單元；5-帶筋壁板；6-集成控制單元；7-動態(tài)監(jiān)測單元；8-激光器控制器；9-反射鏡；10-立柱；11-橫梁；12-豎直導(dǎo)軌13-第一照明燈；14-高速攝像定位裝置；15-激光頭；16-激光頭系統(tǒng)；17-反射鏡組；18-三棱鏡；19-聚焦調(diào)節(jié)鏡組；20-立桿；21-橫桿；22-高速攝像單元；23-定位環(huán)扣；24-第二照明燈；25-定位參考點(diǎn)列；26-能量吸收層；27-板筋；28-顯影劑微點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種帶筋壁板激光噴丸成形系統(tǒng)，該系統(tǒng)的組成主要包括高能脈沖激光器1、激光控制系統(tǒng)8、動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2、水平運(yùn)動導(dǎo)軌3、裝夾運(yùn)動單元4、帶筋壁板5、集成控制單元6、動態(tài)監(jiān)測單元7等。

所述激光控制系統(tǒng)8同時(shí)和激光器1及集成控制單元6相連，用于控制激光器1的開啟和激光各項(xiàng)輸出參數(shù)變換控制，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳送至集成控制單元6，以及執(zhí)行集成控制單元6的指令。

所述裝夾運(yùn)動單元4與集成控制單元6相連，用于控制裝夾運(yùn)動單元4的運(yùn)動，并將信息反饋給集成控制單元6，接受集成控制單元6的指令。在進(jìn)行初始裝夾時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)變形量的要求，適當(dāng)調(diào)整帶筋壁板5的預(yù)變形量。

所述集成控制單元6和動態(tài)監(jiān)測單元7相連，用于控制動態(tài)監(jiān)測單元7的運(yùn)動。動態(tài)監(jiān)測單元7將信息反饋給集成控制單元6，并執(zhí)行集成控制單元6的指令。

所述動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2與集成控制單元6相連，執(zhí)行集成控制單元6的指令，并實(shí)時(shí)將收集的信息反饋給集成控制單元6。集成控制單元6通過控制動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2及其自身部件的運(yùn)動和對光路的調(diào)整和矯形，實(shí)現(xiàn)激光噴丸板料成形的動態(tài)自適應(yīng)成形。

如圖2所示，所述動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2是由反射鏡9、立柱10、橫梁11、垂直導(dǎo)軌12、第一照明燈13、高速自定位攝像系統(tǒng)14和激光頭15等部件組成。高速自定位攝像系統(tǒng)14與激光沖擊頭15相連，可自動定位到到激光噴丸的點(diǎn)。豎直導(dǎo)軌12安裝在立柱10上，激光頭15可沿著豎直導(dǎo)軌12上下運(yùn)動。橫梁11上兩邊分別安裝有第一照明燈13。整個(gè)動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2可沿水平運(yùn)動導(dǎo)軌3運(yùn)動。射入激光束經(jīng)反射鏡9反射后射入激光頭15，經(jīng)調(diào)節(jié)反射，從激光沖擊頭15噴嘴射出，并傳輸?shù)礁咚贁z像定位裝置14在金屬板料表面所定位的點(diǎn)上。

如圖3所示為動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元光路原理圖，所述激光頭15是由若干反射鏡組成的反射鏡組17、三棱鏡18和聚焦調(diào)節(jié)鏡組19等部件組成，激光束經(jīng)調(diào)節(jié)矯形后，從激光沖擊頭15噴嘴射出。

所述高速攝像定位裝置14可根據(jù)其到帶筋壁板5的距離，自動定位到激光在板料上的沖擊點(diǎn)，其工作原理如圖4所示。

所述動態(tài)監(jiān)測單元7是由立桿20、上下兩橫桿21、高速攝像單元22、上下調(diào)節(jié)定位環(huán)扣23和第二照明燈24等部件組成。如圖5所示，橫杠21通過上下調(diào)節(jié)定位環(huán)扣23固定在立桿20上，橫桿21兩邊分別裝有高速攝像單元22和第二照明燈24，兩橫桿21上的高速攝像單元22和第二照明燈24可根據(jù)需要，適當(dāng)調(diào)整所對的方向，整個(gè)動態(tài)監(jiān)測單元7可沿水平導(dǎo)軌運(yùn)動。

結(jié)合圖6、圖7和圖8所示，所述帶筋壁板5在進(jìn)行噴丸成形前，在其表面涂覆能量吸收層26用于吸收激光能量，并能量吸收層26上在噴涂一系列規(guī)則分布的細(xì)小定位參考點(diǎn)列25，背面及板筋27上密布用于進(jìn)動態(tài)監(jiān)測的顯影劑微點(diǎn)28，在進(jìn)行噴丸成形時(shí)，通過動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2的高速攝像定位裝置14進(jìn)行準(zhǔn)確定位，保證帶筋壁板5在變形后，也能按照規(guī)劃好的路徑進(jìn)行噴丸。

本發(fā)明還提供一種帶筋壁板激光噴丸成形的方法，該方法的具體工作流程如下：

(1)首先通過動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2的高速自定位攝像系統(tǒng)14對整個(gè)帶筋壁板5進(jìn)行成像，通過金屬板料的各邊角劃定噴丸大致區(qū)域，通過板料上的定位參考點(diǎn)列25，劃定各定位單元；

(2)在集成控制單元6的輸入端輸入噴丸路徑。噴丸過程中，動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2通過其自身的快速成像定位系統(tǒng)14，按照定位參考點(diǎn)列25確定的準(zhǔn)確定位單元，準(zhǔn)確定位工藝路徑確定該時(shí)刻在成形工件上噴丸位置的坐標(biāo)；

(3)通過動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)定位與沖擊單元2的高速自定位攝像系統(tǒng)14反饋的帶筋壁板5的變形情況和動態(tài)監(jiān)測單元7反饋的板料背面及板筋27的變形及動態(tài)應(yīng)變情況，集成控制單元6向裝夾運(yùn)動單元4發(fā)出指令，對帶筋壁板5的位置進(jìn)行調(diào)整，保證激光噴丸位置的垂直射入；

(4)按工藝路徑進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的噴丸。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。