在船舶制造领域中,船体复杂曲面外板的成形加工是生产过程中的重要环节之一,也是影响船舶制造技术自动化和数字化水平的重要因素。传统的水火弯板成形工艺存在加工效率低、成形精度差和劳动强度大等诸多不足,已经远远无法满足当代造船生产的需要。渐进弯板成形工艺有机结合了渐进成形加工思想和压头冲压工艺,具有工作效率高、加工精度高和成形性能好等诸多优点。本文针对船体复杂曲面钢板数控柔性渐进成形技术开展了研究工作,建立了渐进弯板成形机床的开放式数控系统,并通过理论研究和实验研究优化了渐进弯板成形工艺参数,提高了复杂曲面船板数控渐进成形机床的成形性能。主要研究成果如下:(1)建立渐进弯板成形机床的开放式数控系统。根据成形机床的功能需求设计数控系统硬件平台的结构框架,并完成硬件平台各功能模块的选型;根据开放式数控系统的特点选择合适的软件开发平台和开发工具,并利用面向对象的编程设计方法完成数控机床控制软件的开发。(2)开展渐进弯板成形工艺参数优化研究。开展仿真分析和成形实验以研究压头数量对渐进弯板成形工艺成形性能的影响,并选择了多压头渐进弯板成形加工方案;根据成形钢板的应变分布公式和回弹分析公式,利用MATLAB软件输出基于最小能量法的渐进弯板成形加工路径,并通过成形实验检验该加工方案的渐进弯板成形加工效果;根据理论研究和实验研究结果选择了合适的成形压头冲压速度(300mm/min)。(3)建立基于视觉反馈的精度控制系统。该系统借助于三维扫描仪可以在线检测并反馈成形钢板的渐进成形加工误差,为渐进弯板成形实验研究提供有效的技术支持。(4)提出渐进弯板成形加工模型补偿方案。该补偿方案根据理论分析的回弹量和成形实验的实际加工误差优化成形压头的冲压轨迹和冲压进给量,有效地补偿了板材回弹效应对成形精度的不利影响。其中,成形钢板的最大加工误差和平均加工误差分别控制在5mm和3mm之内。