本發(fā)明涉及模型構(gòu)建，尤其涉及一種鈑金加工三維工藝模型的構(gòu)建方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鈑金工藝的設(shè)計多依賴于手工繪圖和二維圖紙，這種方式效率較低，且無法直觀地展示復(fù)雜的三維形狀和變形。隨著三維建模技術(shù)和計算機數(shù)值控制技術(shù)的進步，鈑金加工工藝逐步轉(zhuǎn)向三維數(shù)字化建模，利用虛擬仿真技術(shù)對鈑金加工過程進行優(yōu)化，不僅提高了生產(chǎn)效率，還大大提升了產(chǎn)品的精度與一致性。近年來，隨著計算機輔助設(shè)計（cad）、計算機輔助制造（cam）、以及計算機輔助工程（cae）技術(shù)的不斷發(fā)展，鈑金加工的三維工藝模型逐漸成為優(yōu)化生產(chǎn)流程的重要手段。通過三維建模技術(shù)，可以更加精準地模擬鈑金零件的形態(tài)、應(yīng)力、變形等特性，為后續(xù)的加工過程提供可靠的指導(dǎo)。然而，目前現(xiàn)有技術(shù)往往缺乏對鈑金加工全過程的全面仿真，難以準確預(yù)測成形過程中各階段的應(yīng)力、變形、回彈等情況，同時往往無法實時根據(jù)加工誤差進行調(diào)整，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的質(zhì)量無法得到有效保障，近而導(dǎo)致工藝模型構(gòu)建的精度較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種鈑金加工三維工藝模型的構(gòu)建方法及系統(tǒng)，以解決至少一個上述技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，一種鈑金加工三維工藝模型的構(gòu)建方法，所述方法包括以下步驟：

3、步驟s1：獲取設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)與材料特性數(shù)據(jù)；利用三維掃描儀采集鈑金加工設(shè)備的幾何參數(shù)及運動參數(shù)，并整合設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)與材料特性數(shù)據(jù)，以構(gòu)建鈑金三維初始工藝模型；

4、步驟s2：分析材料特性數(shù)據(jù)的材料塑性變形特性設(shè)定加工參數(shù)閾值范圍；將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中進行階段加工過程模擬，并輸出法蘭區(qū)應(yīng)變速率、危險截面減薄率及回彈角變化量，其中階段加工過程模擬包括板料流入階段模擬、成形階段模擬以及定型階段模擬；

5、步驟s3：根據(jù)法蘭區(qū)應(yīng)變速率、危險截面減薄率及回彈角變化量分別對三維初始工藝模型進行拓撲優(yōu)化，并對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行聯(lián)動驗證，生成三維優(yōu)化工藝模型；

6、步驟s4：將三維優(yōu)化工藝模型導(dǎo)入數(shù)控加工系統(tǒng)進行試加工，并通過激光位移傳感器實時監(jiān)測工件形變數(shù)據(jù)；基于工件形變數(shù)據(jù)的加工誤差反饋迭代修正三維優(yōu)化工藝模型的參數(shù)，從而生成自適應(yīng)鈑金加工三維工藝模型。

7、本發(fā)明通過三維掃描與設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)、材料特性數(shù)據(jù)的融合構(gòu)建三維初始工藝模型，能夠真實還原鈑金加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)與運動特性，為后續(xù)模擬提供高精度基礎(chǔ)模型。基于材料塑性變形特性設(shè)定加工參數(shù)閾值，使模擬過程更貼近材料實際加工行為，從源頭提升模擬與優(yōu)化的可靠性。模擬涵蓋板料流入、成形及定型三個典型階段，能夠全面評估鈑金加工中關(guān)鍵區(qū)域的應(yīng)變速率、減薄率和回彈角等性能指標，為工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。通過對多個性能指標引導(dǎo)的三維模型拓撲優(yōu)化，結(jié)合聯(lián)動驗證機制，可顯著提升工藝模型的可加工性與結(jié)構(gòu)合理性。通過激光位移傳感器實時采集形變數(shù)據(jù)，并將加工誤差反饋至模型參數(shù)修正，形成從“設(shè)計—加工—反饋—修正”的閉環(huán)迭代機制，實現(xiàn)鈑金加工過程的自適應(yīng)優(yōu)化。最終生成的自適應(yīng)三維工藝模型可有效減少回彈誤差與加工變形，提高數(shù)控加工精度與成品一致性，特別適用于高精度鈑金零件的制造需求。因此，本發(fā)明通過引入三維掃描、全面加工過程仿真、拓撲優(yōu)化和實時誤差反饋機制，提高了鈑金加工工藝模型構(gòu)建的精準性。

8、優(yōu)選的，步驟s1包括以下步驟：

9、步驟s11：獲取設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)與材料特性數(shù)據(jù)；

10、步驟s12：利用三維掃描儀采集鈑金加工設(shè)備的幾何參數(shù)及運動參數(shù)；

11、步驟s13：對設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化解析，得到設(shè)備參數(shù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；對材料特性數(shù)據(jù)進行物理屬性標準化，生成標準化材料屬性數(shù)據(jù)；

12、步驟s14：對鈑金加工設(shè)備的幾何參數(shù)數(shù)據(jù)進行參數(shù)重構(gòu)，生成設(shè)備三維結(jié)構(gòu)重構(gòu)數(shù)據(jù)；對鈑金加工設(shè)備的運動參數(shù)數(shù)據(jù)進行動態(tài)約束建模，生成設(shè)備運動行為模型數(shù)據(jù)；

13、步驟s15：對設(shè)備參數(shù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與標準化材料屬性數(shù)據(jù)進行工藝適配分析，生成加工適配性參數(shù)數(shù)據(jù)；對設(shè)備三維結(jié)構(gòu)重構(gòu)數(shù)據(jù)與設(shè)備運動行為模型數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)-運動耦合建模處理，生成設(shè)備三維運動聯(lián)動模型數(shù)據(jù)；

14、步驟s16：利用加工適配性參數(shù)數(shù)據(jù)對設(shè)備三維運動聯(lián)動模型數(shù)據(jù)進行參數(shù)驅(qū)動建模，生成鈑金三維初始工藝模型。

15、本發(fā)明通過從靜態(tài)（設(shè)備規(guī)格與材料特性）和動態(tài)（三維掃描獲取設(shè)備幾何及運動參數(shù)）兩個維度采集數(shù)據(jù)，確保輸入信息覆蓋設(shè)備與材料的多維特性，為后續(xù)建模提供數(shù)據(jù)保障。通過對設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與材料數(shù)據(jù)標準化處理，實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一格式表達，提升數(shù)據(jù)可交互性和可復(fù)用性，為模型的系統(tǒng)集成打下堅實基礎(chǔ)。將幾何參數(shù)重構(gòu)為可視化的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，同時將運動參數(shù)建模為動態(tài)行為模型，使后續(xù)建模不僅關(guān)注靜態(tài)結(jié)構(gòu)，也涵蓋運動特性，增強模型的真實可控性。通過工藝適配分析與結(jié)構(gòu)-運動耦合建模，將材料屬性與設(shè)備行為聯(lián)動整合，形成可響應(yīng)多因素約束的鈑金加工建模邏輯，大大提升模型的適應(yīng)性和預(yù)測準確性?；谶m配性參數(shù)對三維聯(lián)動模型進行參數(shù)驅(qū)動建模，避免傳統(tǒng)靜態(tài)建模的人工干預(yù)瓶頸，實現(xiàn)自動化、可調(diào)節(jié)的三維初始工藝建模方式。最終生成的鈑金三維初始工藝模型，作為整個系統(tǒng)建模鏈的起點，具備高精度、高關(guān)聯(lián)性與高擴展性特征，顯著提升后續(xù)步驟中模擬精度、優(yōu)化效率與加工自適應(yīng)能力。

16、優(yōu)選的，步驟s2中分析材料特性數(shù)據(jù)的材料塑性變形特性設(shè)定加工參數(shù)閾值包括：

17、提取材料特性數(shù)據(jù)的材料力學(xué)性能特征，并根據(jù)材料力學(xué)性能特征對材料特性數(shù)據(jù)進行材料塑性變形行為特征分析，從而得到材料塑性變形特性；

18、基于材料塑性變形特性確定關(guān)鍵塑性加工控制參數(shù)指標，其中參數(shù)指標包括屈服強度、延伸率、流變應(yīng)力、加工溫度、應(yīng)變速率以及壓縮比；

19、設(shè)置塑性加工控制參數(shù)指標的加工參數(shù)閾值范圍，其中屈服強度的閾值范圍為150mpa–800mpa，延伸率的閾值范圍為10%–35%，流變應(yīng)力的閾值范圍為100mpa–600mpa，加工溫度的閾值范圍為600°c–1200°c或20°c–200°c，應(yīng)變速率的閾值范圍為0.001s?1–10s?1，壓縮比的閾值范圍為10%–70%。

20、本發(fā)明通過提取材料特性數(shù)據(jù)中的力學(xué)性能特征，并深入分析材料的塑性變形行為特征，能夠建立材料從屬性到行為的邏輯鏈條，使加工建模更加科學(xué)合理、具備材料行為預(yù)測能力。基于材料塑性特性確定關(guān)鍵參數(shù)指標，如屈服強度、延伸率、流變應(yīng)力等，覆蓋了塑性成形過程中的主要影響因素，有效指導(dǎo)參數(shù)設(shè)定、控制策略與工藝窗口的劃定。加入加工溫度、應(yīng)變速率、壓縮比等參數(shù)，覆蓋熱-力耦合、應(yīng)變速率敏感性等加工環(huán)境因素，使建模和仿真過程具備更高的真實性和適應(yīng)性，特別適用于熱成形或高速沖壓工藝。明確提出各項關(guān)鍵參數(shù)的可調(diào)控閾值區(qū)間（如屈服強度150–800mpa，流變應(yīng)力100–600mpa等），可直接用于后續(xù)模型約束條件設(shè)定和仿真判據(jù)標準，提高建模效率并降低試錯成本。所設(shè)定的加工參數(shù)閾值作為階段加工過程模擬的輸入約束條件，可確保模擬計算結(jié)果在材料實際變形能力范圍內(nèi)，避免失真或非物理性變形分析，提升模擬數(shù)據(jù)的工程可用性。參數(shù)閾值的設(shè)定為后續(xù)的工藝優(yōu)化、自適應(yīng)模型調(diào)整提供依據(jù)，便于在不同材料條件、設(shè)備環(huán)境下快速調(diào)整加工工藝，具備更強的工藝自適應(yīng)與泛化能力。

21、優(yōu)選的，步驟s2中將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中進行板料流入階段模擬包括：

22、將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中，并對加工參數(shù)閾值范圍中的屈服強度的閾值范圍和延伸率的閾值范圍進行材料彈塑性特性參數(shù)擬合，生成彈塑性行為邊界數(shù)據(jù)；

23、對加工參數(shù)閾值范圍中的流變應(yīng)力的閾值范圍和加工溫度的閾值范圍進行熱-力耦合特征映射，生成流變熱耦合參數(shù)數(shù)據(jù)；

24、對加工參數(shù)閾值范圍中的應(yīng)變速率的閾值范圍和壓縮比的閾值范圍進行成形速率與厚度壓縮行為映射，生成速率-壓縮耦合參數(shù)數(shù)據(jù)；

25、通過彈塑性行為邊界數(shù)據(jù)、流變熱耦合參數(shù)數(shù)據(jù)以及速率-壓縮耦合參數(shù)數(shù)據(jù)對三維初始工藝模型數(shù)據(jù)進行加工參數(shù)邊界加載，生成邊界加載工藝數(shù)據(jù)；對邊界加載工藝模型數(shù)據(jù)進行板料流入階段的多物理場有限元模擬，生成法蘭區(qū)應(yīng)變速率分布數(shù)據(jù)。

26、本發(fā)明通過將加工參數(shù)閾值范圍中不同物理屬性的參數(shù)（如屈服強度、延伸率、流變應(yīng)力等）分類擬合為彈塑性、熱力、速率-壓縮行為邊界數(shù)據(jù)，實現(xiàn)參數(shù)物理屬性向仿真模型輸入的精準轉(zhuǎn)化，顯著提升模擬輸入的物理合理性與計算穩(wěn)定性?；诓牧蠌椝苄孕袨檫吔纭⒘髯儫狁詈咸卣骷俺尚嗡俾?厚度壓縮耦合關(guān)系，全面覆蓋材料在板料流入階段的真實響應(yīng)特性，增強模擬邊界加載的物理真實性。通過有限元手段將不同屬性參數(shù)融合加載至三維初始工藝模型中，形成熱、力、速率等場耦合的多物理場模擬環(huán)境，實現(xiàn)對板料流入階段真實過程的動態(tài)仿真，極大提升建模的工程實用性。模擬輸出法蘭區(qū)應(yīng)變速率分布數(shù)據(jù)，不僅反映局部區(qū)域變形趨勢，還為后續(xù)回彈預(yù)測、減薄率計算與工藝優(yōu)化提供核心輸入指標，是高質(zhì)量板料成形控制的基礎(chǔ)。全流程從參數(shù)閾值→行為擬合→邊界加載→多物理場仿真，構(gòu)建了完整的數(shù)值模擬閉環(huán)流程，避免經(jīng)驗性操作，增強了建模系統(tǒng)的自動化、數(shù)據(jù)驅(qū)動性與結(jié)果一致性。

27、優(yōu)選的，步驟s2中將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中進行成形階段模擬包括：

28、將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中，并對加工參數(shù)閾值范圍中的閾值范圍和延伸率的閾值范圍進行材料本構(gòu)擬合，生成塑性成形行為數(shù)據(jù)；

29、對加工參數(shù)閾值范圍中的流變應(yīng)力的閾值范圍和加工溫度的閾值范圍進行溫度相關(guān)材料流動特性建模，生成熱敏感成形參數(shù)數(shù)據(jù)；

30、對加工參數(shù)閾值范圍中的應(yīng)變速率的閾值范圍和壓縮比的閾值范圍進行速度—厚度耦合動態(tài)約束，生成速度壓縮耦合邊界數(shù)據(jù)；

31、通過塑性成形行為數(shù)據(jù)、熱敏感成形參數(shù)數(shù)據(jù)以及速度壓縮耦合邊界數(shù)據(jù)對三維初始工藝模型數(shù)據(jù)進行工藝邊界參數(shù)加載，生成加載態(tài)工藝模擬數(shù)據(jù)；對加載態(tài)工藝模擬模型數(shù)據(jù)進行成形階段有限元非線性耦合模擬，生成危險區(qū)域壁厚變化數(shù)據(jù)；

32、對危險區(qū)域壁厚變化數(shù)據(jù)進行截面區(qū)域提取與減薄率計算處理，生成危險截面減薄率數(shù)據(jù)。

33、本發(fā)明通過將屈服強度與延伸率數(shù)據(jù)擬合成塑性成形行為數(shù)據(jù)，基于本構(gòu)關(guān)系表達材料在成形階段的非線性響應(yīng)，增強對真實材料變形過程的表達能力，避免理想化或線性近似帶來的誤差。將流變應(yīng)力與加工溫度進行建模，生成熱敏感成形參數(shù)數(shù)據(jù)，可有效反映材料在不同溫度條件下的流動與變形特性，尤其適用于熱沖壓、溫成形等熱敏感工藝過程，提高模型適應(yīng)性。通過應(yīng)變速率與壓縮比的動態(tài)約束，形成速度壓縮耦合邊界數(shù)據(jù)，使模型具備反映高速成形過程下板材厚度非均勻變形能力，為后續(xù)減薄控制與結(jié)構(gòu)強度預(yù)測提供基礎(chǔ)支撐。綜合三類核心參數(shù)數(shù)據(jù)對模型進行邊界加載，生成加載態(tài)工藝模擬數(shù)據(jù)，確保有限元模擬的邊界條件具備真實的物理關(guān)聯(lián)性與動態(tài)響應(yīng)性，提升成形仿真的精準度。對成形階段模擬結(jié)果中危險區(qū)域壁厚變化進行截面提取與減薄率計算，可量化評估結(jié)構(gòu)弱化趨勢與潛在破壞區(qū)域，為工藝優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計提供關(guān)鍵判據(jù)。全過程構(gòu)建了從材料參數(shù)擬合→模型加載→成形模擬→危險區(qū)域分析→減薄率提取的完整閉環(huán)，提升仿真系統(tǒng)的因果可追溯性與結(jié)果工程可用性。

34、優(yōu)選的，步驟s2中將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中進行定型階段模擬包括：

35、將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中，并對加工參數(shù)閾值范圍中的屈服強度的閾值范圍與延伸率的閾值范圍進行卸載路徑構(gòu)建，生成材料彈-塑性卸載響應(yīng)數(shù)據(jù)；

36、對加工參數(shù)閾值范圍中的流變應(yīng)力的閾值范圍與加工溫度的閾值范圍進行加工路徑熱-應(yīng)力演化，生成熱耦合殘余應(yīng)力場數(shù)據(jù)；

37、對加工參數(shù)閾值范圍中應(yīng)變速率的閾值范圍與壓縮比的閾值范圍進行動態(tài)回彈敏感性分析，生成回彈影響因子數(shù)據(jù)；通過材料彈-塑性卸載響應(yīng)數(shù)據(jù)、熱耦合殘余應(yīng)力場數(shù)據(jù)以及回彈影響因子數(shù)據(jù)對三維初始工藝模型數(shù)據(jù)進行階段加載與卸載邊界設(shè)定，生成階段卸載工藝模型數(shù)據(jù)；

38、對階段卸載工藝模型數(shù)據(jù)進行彈塑性卸載過程數(shù)值模擬，生成成形后回彈角響應(yīng)數(shù)據(jù)；提取成形后回彈角響應(yīng)數(shù)據(jù)的目標區(qū)域角度變化量，得到回彈角變化量數(shù)據(jù)。

39、本發(fā)明通過對屈服強度與延伸率進行卸載路徑構(gòu)建，生成彈-塑性卸載響應(yīng)數(shù)據(jù)，有效捕捉材料由加載至卸載階段的非線性彈性恢復(fù)規(guī)律，為回彈預(yù)測提供物理基礎(chǔ)，避免傳統(tǒng)彈性回彈估算偏差大、覆蓋范圍有限的問題。將流變應(yīng)力與加工溫度進行聯(lián)動分析，生成熱耦合殘余應(yīng)力場數(shù)據(jù)，準確表達定型階段由于熱輸入與材料流動所產(chǎn)生的內(nèi)部殘余應(yīng)力分布，是高精度結(jié)構(gòu)控制和尺寸穩(wěn)定性預(yù)測的關(guān)鍵要素?；趹?yīng)變速率與壓縮比進行回彈敏感性分析，得到回彈影響因子數(shù)據(jù)，可評估不同工況下回彈行為對關(guān)鍵工藝參數(shù)的響應(yīng)強度，為工藝調(diào)控提供量化調(diào)參依據(jù)。利用三類核心數(shù)據(jù)構(gòu)建階段卸載工藝模型數(shù)據(jù)，同時考慮加載過程與卸載路徑的歷史耦合行為，形成更符合實際工藝路徑的仿真平臺，增強模型的現(xiàn)實適應(yīng)性。通過模擬生成成形后回彈角響應(yīng)數(shù)據(jù)，并從中提取目標區(qū)域的角度變化量，得到回彈角變化量數(shù)據(jù)，為成形模具補償、沖壓角度預(yù)判和結(jié)構(gòu)干涉分析提供關(guān)鍵指標支撐。

40、優(yōu)選的，步驟s3包括以下步驟：

41、步驟s31：根據(jù)法蘭區(qū)應(yīng)變速率對三維初始工藝模型進行第一拓撲優(yōu)化，生成第一拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)，其中第一拓撲優(yōu)化包括壓料面幾何輪廓調(diào)整以及導(dǎo)流槽特征添加；

42、步驟s32：根據(jù)危險截面減薄率對三維初始工藝模型進行第二拓撲優(yōu)化，生成第二拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)，其中第二拓撲優(yōu)化包括減薄區(qū)域變曲率補償以及壓邊力分布優(yōu)化；

43、步驟s33：通過回彈角變化量對三維初始工藝模型進行第三拓撲優(yōu)化，生成第三拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)，其中第三拓撲優(yōu)化包括防回彈鎖緊結(jié)構(gòu)設(shè)置以及閉合時序調(diào)整；

44、步驟s34：對第一拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)、第二拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)以及第三拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)對三維初始工藝模型進行拓撲優(yōu)化，并對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行聯(lián)動驗證，生成三維優(yōu)化工藝模型。

45、本發(fā)明通過以法蘭區(qū)應(yīng)變速率為優(yōu)化驅(qū)動指標，開展壓料面幾何輪廓調(diào)整和導(dǎo)流槽特征添加，可有效改善板料在流入階段的材料分布與應(yīng)變協(xié)同性，降低局部應(yīng)變集中風險，提高成形均勻性。針對危險截面減薄率實施變曲率補償與壓邊力分布優(yōu)化，提升對局部減薄區(qū)域的力學(xué)調(diào)控能力，延緩或避免薄弱區(qū)域的失穩(wěn)破裂，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)強度與成形極限之間的雙重優(yōu)化。結(jié)合回彈角變化量引入防回彈鎖緊結(jié)構(gòu)與閉合時序調(diào)整策略，增強卸載階段的回彈抑制能力，減少尺寸返彈誤差，提高成形件的尺寸還原度和裝配兼容性。通過將三類拓撲優(yōu)化結(jié)果融合至統(tǒng)一的三維初始工藝模型中，并開展聯(lián)動驗證，保證不同優(yōu)化策略之間的結(jié)構(gòu)兼容性與動態(tài)協(xié)調(diào)性，生成具備全流程成形優(yōu)勢的三維優(yōu)化工藝模型。

46、優(yōu)選的，步驟s34中對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行聯(lián)動驗證包括：

47、基于第一拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)、第二拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)以及第三拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行空間坐標系投影以及局部區(qū)域索引劃分，生成拓撲優(yōu)化索引區(qū)域；

48、識別拓撲優(yōu)化索引區(qū)域的接觸邊界，并計算接觸邊界的區(qū)域拓撲交集；

49、根據(jù)區(qū)域拓撲交集判斷拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型是否存在過薄共面區(qū)域，若判斷結(jié)果為真，則對過薄共面區(qū)域進行區(qū)域交界協(xié)調(diào)性驗證，生成協(xié)調(diào)性驗證結(jié)果；

50、若判斷結(jié)果為假，則對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行工藝時序聯(lián)動分析，生成鈑金加工時序節(jié)點圖；

51、利用鈑金加工時序節(jié)點圖或協(xié)調(diào)性驗證結(jié)果對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行聯(lián)動沖突檢測，生成三維優(yōu)化工藝模型。

52、本發(fā)明通過對第一、第二、第三拓撲優(yōu)化數(shù)據(jù)進行空間坐標系投影與局部索引劃分，可精準識別各優(yōu)化模塊在三維模型中的結(jié)構(gòu)占位與重疊關(guān)系，確保多源拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)具備空間融合基礎(chǔ)。通過計算接觸邊界的區(qū)域拓撲交集，系統(tǒng)識別拓撲后模型中存在的過薄共面區(qū)域，顯著提升對結(jié)構(gòu)連續(xù)性與成形安全風險的感知能力。若檢測到存在共面過薄區(qū)域，進一步執(zhí)行區(qū)域交界協(xié)調(diào)性驗證，可有效規(guī)避由于多區(qū)域獨立優(yōu)化導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)割裂或沖突，提高結(jié)構(gòu)完整性與剛度連續(xù)性。若結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性無誤，系統(tǒng)將基于最終幾何布局構(gòu)建鈑金加工時序節(jié)點圖，對優(yōu)化后模型執(zhí)行多工序工藝聯(lián)動仿真，從時間維度驗證結(jié)構(gòu)演化路徑的可行性和可控性。

53、優(yōu)選的，步驟s4中將三維優(yōu)化工藝模型導(dǎo)入數(shù)控加工系統(tǒng)進行試加工，并通過激光位移傳感器實時監(jiān)測工件形變數(shù)據(jù)包括：

54、將三維優(yōu)化工藝模型導(dǎo)入數(shù)控加工系統(tǒng)，執(zhí)行模型坐標系重構(gòu)、幾何拓撲結(jié)構(gòu)校驗及數(shù)據(jù)格式兼容性匹配，生成標準化數(shù)控工藝模型數(shù)據(jù)；

55、根據(jù)標準化數(shù)控工藝模型數(shù)據(jù)，設(shè)定試加工參數(shù)，包括刀具類型、刀具路徑規(guī)劃方式、加工策略、進給速度和主軸轉(zhuǎn)速，生成多軸聯(lián)動數(shù)控路徑指令；

56、將多軸聯(lián)動數(shù)控路徑指令輸入數(shù)控加工系統(tǒng)，開展空程模擬、刀具干涉仿真與加工碰撞校驗，仿真網(wǎng)格精度設(shè)定為0.1mm，碰撞誤差容限設(shè)定為±0.05mm，生成加工可行性驗證結(jié)果；

57、基于加工可行性驗證結(jié)果在數(shù)控加工系統(tǒng)中完成試加工準備，包括工件夾持、刀具裝配、冷卻液注入配置、加工基準對齊和加工區(qū)域邊界標定；通過數(shù)控加工系統(tǒng)中的工控單元啟動實際試加工操作，實時執(zhí)行加工過程控制，并提取關(guān)鍵加工區(qū)域位置；

58、利用關(guān)鍵加工區(qū)域位置將激光位移傳感器布設(shè)于關(guān)鍵加工區(qū)域上方，采用非接觸式高頻采樣模式進行在線工件形變監(jiān)測，設(shè)定掃描頻率為500–2000hz，測量精度為±1μm，從而生成實時的工件形變數(shù)據(jù)。

59、本發(fā)明通過對三維優(yōu)化工藝模型執(zhí)行坐標系重構(gòu)、幾何拓撲結(jié)構(gòu)校驗與格式匹配處理，生成符合工業(yè)控制系統(tǒng)規(guī)范的標準化數(shù)控工藝模型數(shù)據(jù)，從源頭解決幾何偏移、數(shù)據(jù)丟失與格式?jīng)_突等潛在問題，提升數(shù)控系統(tǒng)加工前的模型接入成功率。依據(jù)標準化模型自動設(shè)定刀具類型、路徑規(guī)劃方式、進給速度與主軸轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵加工策略，生成多軸聯(lián)動數(shù)控路徑指令，提高加工路徑的精度控制與加工效率匹配能力。通過執(zhí)行空程模擬、刀具干涉仿真與碰撞校驗，在0.1mm網(wǎng)格精度與±0.05mm誤差容限下提前發(fā)現(xiàn)潛在加工異常，確保加工路徑不會引發(fā)設(shè)備或工件損傷，增強試加工階段的穩(wěn)定性與容錯能力。將夾持、刀具裝配、冷卻系統(tǒng)布置、加工基準對齊及區(qū)域標定整合為系統(tǒng)準備流程，有效提高數(shù)控加工的操作一致性、重復(fù)性與環(huán)境適配性，為后續(xù)監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集奠定物理基礎(chǔ)。采用激光位移傳感器進行非接觸式高頻監(jiān)測（500–2000hz）與±1μm測量精度，可實時感知微小變形，特別適用于高精度鈑金件的成形行為識別、誤差定位與變形軌跡分析。通過加工路徑與關(guān)鍵區(qū)域位置對接，精確布設(shè)激光傳感器，實現(xiàn)對工件關(guān)鍵區(qū)域在加工過程中的動態(tài)形變監(jiān)測，生成高時間分辨率與高空間精度的實時工件形變數(shù)據(jù)，為后續(xù)自適應(yīng)修正提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

60、在本說明書中，提供了一種鈑金加工三維工藝模型的構(gòu)建系統(tǒng)，用于執(zhí)行上述的鈑金加工三維工藝模型的構(gòu)建方法，該鈑金加工三維工藝模型的構(gòu)建系統(tǒng)包括：

61、模型構(gòu)建模塊，用于獲取設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)與材料特性數(shù)據(jù)；利用三維掃描儀采集鈑金加工設(shè)備的幾何參數(shù)及運動參數(shù)，并整合設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)與材料特性數(shù)據(jù)，以構(gòu)建鈑金三維初始工藝模型；

62、加工模擬模塊，用于分析材料特性數(shù)據(jù)的材料塑性變形特性設(shè)定加工參數(shù)閾值范圍；將加工參數(shù)閾值范圍輸入至三維初始工藝模型中進行階段加工過程模擬，并輸出法蘭區(qū)應(yīng)變速率、危險截面減薄率及回彈角變化量，其中階段加工過程模擬包括板料流入階段模擬、成形階段模擬以及定型階段模擬；

63、拓撲優(yōu)化模塊，用于根據(jù)法蘭區(qū)應(yīng)變速率、危險截面減薄率及回彈角變化量分別對三維初始工藝模型進行拓撲優(yōu)化，并對拓撲優(yōu)化后的三維初始工藝模型進行聯(lián)動驗證，生成三維優(yōu)化工藝模型；

64、迭代更新模塊，用于將三維優(yōu)化工藝模型導(dǎo)入數(shù)控加工系統(tǒng)進行試加工，并通過激光位移傳感器實時監(jiān)測工件形變數(shù)據(jù)；基于工件形變數(shù)據(jù)的加工誤差反饋迭代修正三維優(yōu)化工藝模型的參數(shù)，從而生成自適應(yīng)鈑金加工三維工藝模型。

65、本發(fā)明的有益效果在于通過模型構(gòu)建模塊中三維掃描儀對鈑金加工設(shè)備進行幾何與運動參數(shù)的原位采集，結(jié)合設(shè)備規(guī)格數(shù)據(jù)與材料特性數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維初始工藝模型，保障模型不僅反映材料屬性，也真實映射設(shè)備約束條件，增強工藝模型的工程適應(yīng)性。加工模擬模塊基于材料塑性變形特性，設(shè)定科學(xué)的加工參數(shù)閾值，并通過分階段（流入、成形、定型）模擬，輸出關(guān)鍵成形行為指標（如法蘭區(qū)應(yīng)變速率、危險截面減薄率、回彈角變化量），支持對成形過程的定量預(yù)測與異常識別。拓撲優(yōu)化模塊根據(jù)不同指標分別優(yōu)化三維模型，通過壓料面調(diào)整、導(dǎo)流槽添加、補償回彈結(jié)構(gòu)設(shè)計等策略，提升結(jié)構(gòu)均勻性、降低局部薄化、減少回彈誤差，并通過聯(lián)動驗證機制確保整體結(jié)構(gòu)在實際加工路徑中的協(xié)同一致性。迭代更新模塊通過導(dǎo)入優(yōu)化模型進行真實加工測試，利用激光位移傳感器實時獲取高精度工件形變數(shù)據(jù)，并據(jù)此開展誤差分析與模型參數(shù)反向修正，實現(xiàn)模型與實際加工行為的迭代閉環(huán)耦合優(yōu)化，有效提升工藝模型對不同材料與設(shè)備狀態(tài)的適應(yīng)能力。因此，本發(fā)明通過引入三維掃描、全面加工過程仿真、拓撲優(yōu)化和實時誤差反饋機制，提高了鈑金加工工藝模型構(gòu)建的精準性。