[發(fā)明專利]一種等搭接率激光熔覆路徑的規(guī)劃方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010439297.7
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111612910A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石拓;蘇昊;傅戈雁
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T7/62;G06Q10/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發(fā)明涉及一種等搭接率激光熔覆路徑的規(guī)劃方法和系統(tǒng)，通過采用Delaunay三角化算法三角化點云數(shù)據(jù)；根據(jù)三角化后的點云數(shù)據(jù)確定第一條熔覆路徑；在第一條熔覆路徑中確定弦長相距設(shè)定距離的加工點，以生成第一加工點集；在垂直熔覆方向的輪廓上，獲取距第一加工點集中加工點的弦長為設(shè)定值的點，以生成第二路徑點集；采用多項式擬合函數(shù)根據(jù)第二路徑點集生成第二條熔覆路徑等方式，重復(fù)上述步驟完成零件表面熔覆路徑的規(guī)劃。本發(fā)明提供的等搭接率激光熔覆路徑的規(guī)劃方法和系統(tǒng)，通過三角化稀疏點云的方式，規(guī)劃熔覆路徑不受點云稀疏性的影響，從而降低路徑的擬合誤差，進(jìn)而提高熔覆效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熔覆路徑規(guī)劃領(lǐng)域，特別是涉及一種等搭接率激光熔覆路徑的規(guī)劃方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自由曲面的激光熔覆強(qiáng)化目前得到了廣泛的研究，針對任意形狀的自由曲面激光熔覆，若事先沒有曲面的三維圖，通過點云采集設(shè)備采集曲面的點云數(shù)據(jù)，然后根據(jù)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑規(guī)劃是一種有效的方法。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種熔覆路徑的規(guī)劃方法，其通過采集零件表面點云后，選取通過某一截面上的數(shù)據(jù)點，采用多項式擬合法擬合這些點作為第一條熔覆路徑，并在路徑上根據(jù)等距離步長法確定路徑點點集Ω_s1＝{p₁,p₂…p_n}。在每一個經(jīng)過路徑點且垂直熔覆方向上的輪廓上，尋找距離路徑點弦長為(1-η)×d的點組成點集Ω_s2＝{p₁,p₂…p_m}，其中η為熔道搭接率，d為熔道寬度。用多項式擬合法擬合Ω_s2中的點作為后一條熔覆路徑。重復(fù)上述步驟直到路徑遍歷曲面(請具體參見文獻(xiàn)：自由曲面等搭接率算法及激光熔覆工藝實現(xiàn)[J/OL].蘇昊，石拓，石世宏，傅戈雁.)。

上述等搭接率路徑規(guī)劃方法應(yīng)用于稀疏點云進(jìn)行路徑規(guī)劃時，稀疏點云由于數(shù)量少且點與點之間間距大，導(dǎo)致Ω_s2中的點過少，擬合路徑的數(shù)據(jù)點不足，從而引起擬合的熔覆路徑誤差大，最終導(dǎo)致熔道間距不相等且熔覆效果差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種針對稀疏點云進(jìn)行激光熔覆路徑的規(guī)劃方法和系統(tǒng)，通過三角化稀疏點云的方式，保證規(guī)劃的熔覆路徑不受點云稀疏性的影響，路徑的擬合誤差小，熔覆效果好。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種等搭接率激光熔覆路徑的規(guī)劃方法，包括：

獲取零件表面的點云數(shù)據(jù)；

采用Delaunay三角化算法三角化所述點云數(shù)據(jù)；

根據(jù)三角化后的所述點云數(shù)據(jù)確定第一熔覆路徑點集，擬合后作為第一熔覆路徑；

在所述第一條熔覆路徑中確定弦長相距設(shè)定距離的加工點，以生成第一加工點集；

在垂直熔覆方向的輪廓上，獲取距所述第一加工點集中加工點的弦長為設(shè)定值的點，以生成第二路徑點集；

采用多項式擬合函數(shù)根據(jù)所述第二路徑點集生成第二條熔覆路徑；所述第二條熔覆路徑的兩端均抵達(dá)所述點云數(shù)據(jù)投影面的邊界上；

返回所述在所述第一條熔覆路徑中確定弦長相距設(shè)定距離加工點，以生成第一加工點集的步驟，直至熔覆路徑遍布整個所述零件表面。

優(yōu)選的，所述在所述第一條熔覆路徑中確定弦長相距設(shè)定距離加工點，以生成第一加工點集，具體為：

采用等距離步長法，在所述第一條熔覆路徑中確定弦長相距設(shè)定距離加工點，以生成第一加工點集。

優(yōu)選的，所述在垂直熔覆方向的輪廓上，獲取距所述第一加工點集中加工點的弦長為設(shè)定值的點，以生成第二路徑點集，具體包括：