一种基于强化参数调控的玻璃按键翘曲度处理方法及装置与流程

本发明涉及玻璃按键生产，尤其涉及一种基于强化参数调控的玻璃按键翘曲度处理方法及装置。

背景技术：

1、带机械行程的3d玻璃按键面板是智能汽车座舱与高端消费电子产品交互界面的关键组件。为了实现玻璃按键的弹性按压物理反馈，需要在平整的玻璃基板背面通过化学蚀刻或cnc精雕加工出局部减薄的凹槽。然而，局部减薄削弱了按键区域的机械强度，必须通过化学强化（离子交换）工艺进行处理，以满足抗压、抗跌落的可靠性要求。当前，异形厚度玻璃面板在强化加工环节长期面临高废品率、高打样成本的挑战，各物理参量间存在复杂的耦合矛盾。

2、现有强化调控技术存在厚薄兼顾难、单纯依赖经验试错、缺乏物理预测模型等问题。具体而言，传统的化学强化采用统一的固定参数（温度、时间），未能兼顾玻璃按键的“厚区（本体）”与“薄区（凹槽）”差异。在强化过程中，钾离子置换钠离子引发体积膨胀，薄区由于双面交汇且截面积小，其产生的体积应变远大于受强约束的厚区，从而在厚薄交界处诱发剧烈的非对称应力弯矩，直接导致玻璃整板产生永久性翘曲或局部鼓包。若为了控制翘曲而盲目降低强化参数，则会导致薄区表面压应力与应力层深度不足，按压极易碎裂；若为了保证强度而提高参数，翘曲度又会严重超标。

3、总而言之，现阶段针对玻璃按键的强化工艺多依赖人工凭经验反复试错调参，缺乏针对结构阶梯特征的非对称应力量化分析的自动化寻优体系。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于强化参数调控的玻璃按键翘曲度处理方法及装置，用于从强化参数预测与动态寻优端协同发力，解决异形玻璃按键加工场景下存在的应力失衡、翘曲度超标及人工试错成本高等问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于强化参数调控的玻璃按键翘曲度处理方法，包括：

3、获取待加工玻璃按键的结构特征数据和材质物理参数，并获取预设的目标约束条件；

4、依据所述结构特征数据和所述材质物理参数，计算所述待加工玻璃按键在动态生成的候选强化参数下的非对称应力弯矩；

5、将所述非对称应力弯矩输入至形变预测模型中，计算出所述待加工玻璃按键在所述候选强化参数下的预测翘曲度及预测应力状态；

6、依据所述预测应力状态与所述目标约束条件的匹配结果，按照最小化所述预测翘曲度的目标，利用寻优算法对所述候选强化参数进行迭代，得到最优强化参数组合；

7、基于所述最优强化参数组合生成加工控制指令并输出。

8、可选地，所述结构特征数据包括玻璃面板初始厚度与按键凹槽区域剩余厚度；

9、所述依据所述结构特征数据和所述材质物理参数，计算所述待加工玻璃按键在动态生成的候选强化参数下的非对称应力弯矩，包括：

10、将所述待加工玻璃按键的三维几何模型划分为单面暴露的厚区网格与双面暴露的薄区网格；

11、依据所述候选强化参数确定的离子扩散特性，结合所述厚区网格与所述薄区网格的暴露特征，分别确定各网格区域沿局部厚度方向的离子浓度分布特征；

12、依据所述离子浓度分布特征计算各网格区域对应的局部应力分布，并结合厚薄交界截面产生的位移约束，通过对所述局部应力分布进行力矩积分，得到所述非对称应力弯矩。

13、可选地，所述将所述非对称应力弯矩输入至形变预测模型中，计算出所述待加工玻璃按键在所述候选强化参数下的预测翘曲度及预测应力状态，包括：

14、依据所述结构特征数据，计算扣除所述按键凹槽区域截面积后的所述待加工玻璃按键的等效截面惯性矩；

15、将所述非对称应力弯矩映射为施加于所述等效截面惯性矩对应几何中心轴上的等效边缘载荷；

16、结合所述待加工玻璃按键的特征长度及边界约束条件，解算所述等效边缘载荷在所述等效截面惯性矩下产生的结构变形位移，将最大位移值确定为所述预测翘曲度，并提取预设深度节点的应力张量作为所述预测应力状态。

17、可选地，所述目标约束条件包括表面压应力安全下限、应力层深度安全下限及中心张应力安全上限；

18、所述依据所述预测应力状态与所述目标约束条件的匹配结果，按照最小化所述预测翘曲度的目标，利用寻优算法对所述候选强化参数进行迭代，得到最优强化参数组合，包括：

19、依据所述目标约束条件对所述预测应力状态进行越限判定，若任一应力指标未落入允许区间，则将当前所述候选强化参数的适应度函数值设为惩罚值；

20、若所有应力指标均符合所述目标约束条件，则将所述预测翘曲度作为当前所述候选强化参数的适应度函数值，以体现最小化所述预测翘曲度的目标；

21、基于全局优化策略对所述候选强化参数进行迭代更新，直至所述适应度函数值达到预设收敛条件，将对应的参数组锁定为所述最优强化参数组合。

22、可选地，所述候选强化参数包括用于建立应力层深度的第一阶段参数子集、用于提升表面压应力的第二阶段参数子集以及用于消除热应力的退火参数子集；

23、所述依据所述预测应力状态与所述目标约束条件的匹配结果，按照最小化所述预测翘曲度的目标，利用寻优算法对所述候选强化参数进行迭代，得到最优强化参数组合，还包括：

24、在工艺设备允许的参数范围内，同步调节各所述参数子集中的温度变量与时间变量；通过多轮迭代筛选出能够使所述厚区网格产生的单面膨胀力矩与所述薄区网格产生的双面膨胀力矩相抵消的工艺参数，并将该工艺参数对应的组合作为所述最优强化参数组合。

25、可选地，所述基于所述最优强化参数组合生成加工控制指令并输出之后，还包括：

26、获取强化处理后的实测翘曲度数据，并计算所述实测翘曲度数据与所述预测翘曲度之间的残差；在所述残差大于预设阈值时，利用误差反馈算法修正所述形变预测模型中受设备工况影响的经验模型系数，并将更新后的所述形变预测模型用于下一批次的计算。

27、第二方面，本发明提供了一种基于强化参数调控的玻璃按键翘曲度处理装置，包括：

28、数据获取模块，用于获取待加工玻璃按键的结构特征数据和材质物理参数，并获取预设的目标约束条件；

29、弯矩计算模块，用于依据所述结构特征数据和所述材质物理参数，计算所述待加工玻璃按键在动态生成的候选强化参数下的非对称应力弯矩；

30、形变预测模块，用于将所述非对称应力弯矩输入至形变预测模型中，计算出所述待加工玻璃按键在所述候选强化参数下的预测翘曲度及预测应力状态；

31、参数寻优模块，用于依据所述预测应力状态与所述目标约束条件的匹配结果，按照最小化所述预测翘曲度的目标，利用寻优算法对所述候选强化参数进行迭代，得到最优强化参数组合；

32、指令生成模块，用于基于所述最优强化参数组合生成加工控制指令并输出。

33、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

34、第四方面，本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

35、第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

36、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

37、本发明提供了一种基于强化参数调控的玻璃按键翘曲度处理方法及装置。通过引入离子扩散双面交汇补偿及非对称应力弯矩计算，成功将异形厚度玻璃在强化过程中的物理形变进行量化建模；并结合目标约束条件与智能寻优算法，实现了对多阶段强化参数的最佳匹配组合逆向求解。该方法改变了传统一刀切的试错调参模式，能在确保薄区机械强度达标的前提下，有效抵消内部热膨胀与结构应力，将翘曲度控制在极低水平。此外，通过引入实测反馈残差动态修正机制，实现了物理预测模型的自适应自进化，显著提升了大规模量产玻璃按键的良品率，降低了加工成本。