[發明專利]一種飛秒激光復雜構件大面積制造方法

有效

• 申請號: 201810131341.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108320268B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 李明;姜瀾
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所;北京理工大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/10;G06T7/62;B23K26/362
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種飛秒激光復雜構件表面加工制造方法，對復雜構件進行表面加工，具體包括：采用復雜構件模型重構和表面加工圖案拼接算法，根據激光加工區域面積和焦深，設定約束條件和區域生長算法，劃分加工區域，并對區域邊界進行簡化處理得到加工區域；

對組成加工圖案圖元種類及布局特點提取關鍵特征，根據周期性和非周期性布局的過程，設計拼接算法使得加工圖案自動快速地在復雜構件表面進行布局；

采用加工區域劃分和圖案分割算法，設置加工圖案中圖元的種類和組合方式，求得圖元與加工區域邊界的交點并歸類子圖案到對應的加工區域；

采用加工圖案實時檢測和在線拼接制造技術，通過設置和安裝高精度CCD 攝像機獲得加工部位的視頻圖像，基于圖像處理算法實時識別已加工圖案的邊界，進而根據待加工圖案邊界信息來預判兩幅加工圖案的配準誤差，獲取所需矯正變換參數，實現激光加工過程中的在線拼接制造；

所述復雜構件模型重構和表面加工圖案拼接算法包括：

根據各類復雜構件模型法向量錯誤規律，得到復雜構件拓撲檢測算法，根據拓撲缺陷類型判定方法和插補算法處理拓撲缺陷，重建構件表面圖形；

根據不同圖元種類及布局特點，生成其包絡外輪廓，通過上述包絡外輪廓提取復雜構件表面的加工圖案周期性和非周期性布局的過程和特點；

所述加工區域劃分和圖案分割算法包括：

基于單次加工區域面積參數和焦深參數，構建復雜構件的三維形體數據，設計區域生長算法，搜索符合約束條件的復雜構件的待加工表面上相鄰三角面片，得到表面圖案加工區域劃分算法；

由加工圖案中圖元種類及組合方法，根據加工區域的劃分空間，得到完整圖案沿不同加工區域的圖形分割算法。

2.根據權利要求1所述的飛秒激光復雜構件表面加工制造方法，所述待加工圖案邊界信息通過基于相鄰區域拓撲連續性、周期和非周期布局規律、加工圖案的圖元特點、高精度攝像與圖像處理基礎算法構建。

3.根據權利要求1所述的飛秒激光復雜構件表面加工制造方法，所述加工圖案實時檢測和在線拼接制造技術包括：由加工部位視頻圖像獲取方法，基于圖像識別方法的已加工區域邊界檢測技術，通過待加工圖案與已加工圖案配準，依據待加工圖案的邊界信息計算旋轉、平移與縮放等操作的矯正變換參數，對待加工圖案進行矯正變換處理，完成激光加工過程中的在線拼接制造。