[發明專利]一種棋盤式激光掃描路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201610120704.1
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105750543B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 楊東輝;薛蕾
• 申請（專利權）人: 西安鉑力特增材技術股份有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

本發明公開了一種棋盤式激光掃描路徑規劃方法，包括：將零件單層截面輪廓邊界處的過小分區與其相鄰分區進行合并，使合并后分區面積值大于用戶自定義最小分區面積值，并對合并后分區整體進行掃描路徑規劃。本發明通過將零件單層截面輪廓邊界處的過小分區與其相鄰分區進行合并，使合并后分區面積值大于用戶自定義最小分區面積值，并對合并后分區整體進行掃描路徑規劃，從而避免過小分區的存在對激光器及成形零件質量造成不良影響，在提高了零件質量的同時，延長了激光器的使用壽命。同時本發明可以根據待加工零件特征，自行設定最小分區面積值參數，保證零件成形質量，提高掃描效率。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，涉及一種棋盤式激光掃描路徑規劃方法。

背景技術

增材制造技術是基于三維CAD模型數據，通過增加材料逐層制造的方式。其是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用高能束將材料進行逐層堆積，最終疊加成型，制造出實體產品。

增材制造的工藝方法有很多種，主要分為基于送粉方式和鋪粉方式的制造方法。基于鋪粉方式的制造方法包括選區激光熔化技術，其加工過程為：先在計算機上設計出零件的三維實體模型，然后通過切分軟件對該三維模型進行切片分層，得到各截面的輪廓數據，并對得到的各層截面進行掃描路徑規劃，之后將這些數據導入增材制造設備，鋪粉裝置按照預定粉末層厚度在成形缸表面鋪設一層粉末，設備按照掃描路徑控制激光選擇性地熔化各層粉末材料，逐步堆疊成三維零件。

其中，對零件各層截面進行掃描路徑規劃的方法為：對零件單層截面進行整體掃描路徑規劃，但這樣會造成成形過程應力集中，影響零件成形質量。為了緩解成形過程中產生的應力集中現象，通常對零件單層掃描分區進行分區劃分，并對各分區分別進行掃描路徑規劃，常見的分區方式有條帶式和棋盤式。條帶式分區方法為：將整個零件單層截面沿掃描方向劃分為多個條帶分區。棋盤式分區方法為：將整個零件單層截面劃分為多個棋盤分區。

在采用棋盤式分區方式時，對具有非矩形輪廓的零件單層進行分區后，其輪廓邊界附近必然會產生過小分區，按照常規掃描路徑規劃方法，對過小分區進行掃描路徑規劃后，當激光在進行過小分區掃描時會連續發生多次跳躍，這就導致激光器需要在短時間內不斷的開啟、閉合。這樣不僅會影響激光器的使用壽命，同時會使零件輪廓邊界處產生應力集中，影響加工質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種棋盤式激光掃描路徑規劃方法，解決了現有棋盤式激光掃描方法因廓邊界附近產生過小分區導致激光器不斷開閉的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種棋盤式激光掃描路徑規劃方法，包括：將零件單層截面輪廓邊界處的過小分區與其相鄰分區進行合并，使合并后分區面積值大于用戶自定義最小分區面積值，并對合并后分區整體進行掃描路徑規劃。

本發明的特點還在于，

具體包括以下步驟：

步驟1：輸入零件三維模型各層切片文件，根據零件結構特征確定標準分區面積S0，對零件各層切片進行棋盤式分區；

步驟2：讀入用戶自定義的最小分區面積值S1，S1＜S0；

步驟3：以S1為基準，從零件單層截面的一側逐分區將當前分區面積值與最小分區面積值S1進行對比，若當前分區面積值小于或等于S1，將該分區與其相鄰的面積大于S1的分區進行合并，并進行整體掃描路徑規劃；否則，對當前分區進行掃描路徑規劃，并進行下一分區面積值對比；

步驟4：遍歷零件所有切片分區，輸出掃描路徑。

或者，

步驟1：輸入零件三維模型各層切片文件，根據零件結構特征確定標準分區面積S0，對零件各層切片進行棋盤式分區；

步驟2：讀入用戶自定義的最小分區面積值S1，S1＜S0；