一种用于自由曲面表面修复的激光熔覆扫描路径获取方法

摘要

本发明公开了一种用于自由曲面表面修复的激光熔覆扫描路径获取方法，其中仅需采用轮廓仪对自由曲面进行扫描以获取该自由曲面上的多个曲面特征点的特征点信息，获取扫描数据阵列；然后通过MATLAB对这些扫描数据阵列进行处理，并据此计算自由曲面上所有单道中心线的位置及各单道中心线上多个离散的轮廓特征点的特征点信息，获取单道数据阵列；最后将该单道数据阵列导入激光熔覆设备的路径控制器中，便可使其自动拟合形成每条单道中心线的单道曲线轨迹，实现对自由曲面的激光熔覆加工。该方法可快捷有效且较为精确地获取自由曲面上的特征点的形状信息，进而可方便地获取自由曲面激光熔覆扫描路径，给实际的激光熔覆加工提供了极大的便利。

主权项

一种用于自由曲面表面修复的激光熔覆扫描路径获取方法，待激光熔覆的对象为具有自由曲面的实体零件表面，其特征在于，所述扫描路径获取方法包括如下步骤：(1)扫描获取曲面特征点信息，采用轮廓仪对所述实体零件的表面进行3D扫描，扫描时分别沿着所述自由曲面的长度方向与宽度方向按序扫描，获取所述自由曲面上的多个曲面特征点的曲面特征点信息，所述曲面特征点信息均包括用于反映该曲面特征点坐标值的位置信息、用于体现该曲面特征点处法线空间倾斜角度的法线角度信息；(2)数据处理，将步骤(1)扫描获取的所有所述曲面特征点信息导入MATLAB中形成扫描数据阵列，并按如下步骤对该扫描数据阵列进行数据处理：ⅰ.数据删减，在所述扫描数据阵列中，沿所述自由曲面的长度方向与宽度方向分别间隔设定值选取相应的曲面特征点信息数据，形成简化后的扫描数据阵列；ⅱ.数据定位，根据激光熔覆加工时的单道尺寸与搭接量，定位所述自由曲面上每一个单道中心线所在的位置，在每一条所述单道中心线上选取多个轮廓特征点，并记录每条所述单道中心线上每个所述轮廓特征点的位置信息数据；ⅲ.数据计算，计算每条所述单道中心线上每个所述轮廓特征点的法线角度信息数据；ⅳ.数据提取，将经步骤ⅱ与步骤ⅲ获取的所有的所述轮廓特征点的位置信息数据与法线角度信息数据提取出来，形成单道数据阵列；(3)离散点曲线拟合，激光熔覆设备上具有用于控制激光熔覆工作头工作路径的路径控制器，将步骤(3)获取的所述单道数据阵列输入所述路径控制器中，并使得所述路径控制器控制所述激光熔覆工作头按照轨迹逼近的方式，运用每条单道中心线上多个离散的轮廓特征点的特征点信息来拟合形成该单道中心线的单道曲线轨迹，实现对所述自由曲面的激光熔覆。