空间曲面等搭接均匀激光熔覆方法研究
发布时间：2024-02-25 19:18
曲面零件有着良好的流体力学和动力学特性,在工业中被广泛使用。但是自由曲面零件由于其表面形状的不规则性与复杂性,加工制造较为困难,生产成本高昂。并且曲面零件发生破损或者断裂时,修复较为困难。激光熔覆技术是一种新型强化修复技术,具有能量利用率高、对基体热影响小、熔覆层与基体结合性好等特点。激光表面强化修复技术中的扫描路径至关重要,随着逆向工程技术的发展,采集零件表面点云数据然后据此规划激光熔覆路径成为研究热点。本文结合激光熔覆与逆向工程,提出了一种针对空间复杂曲面的激光熔覆路径规划方法。本方法可生成等间距的熔覆路径,从而保证熔覆层搭接率相等且熔覆质量较好。本文构建了以激光熔覆成形设备,点云数据采集处理设备和自主开发的路径规划软件为核心的自由曲面激光熔覆系统。首先标定深度相机Kinect V2的内参并使用相机采集零件的点云数据,采用RANSAC算法分割出仅包含待加工表面的点云数据。然后投影待加工表面的点云数据,以水平面点集的轮廓作为路径起始点修正条件。根据本文提出的等搭接率激光熔覆路径规划算法,选取一条点云束拟合后作为初始熔覆路径。在初始熔覆路径上确定一系列路径点,在每一个通过路径点且垂直熔...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１溶覆系统７Ｋ意图??．
图１－２不等宽的恪道??
空间曲面等搭接均匀激光熔覆方法研宄?第一章绪论??ＹｕａｎＬｉｕ等人［１７］研宄了离散测地线法（ＭＭＰ），并优化了?Ｓｅｔｈｉａｎ提出的快速行进??法（ＦＭＭ），提出在ＳＴＬ模型中构建基于顶点的测地距离场，通过给定一个公差约束??范围，将零件表面划分为等距条纹，从而快速生成激光熔覆路径，并在斯坦福兔子的??表面规划熔覆路径，路径效果如图１－４所示。仿真结果表明该方法有较低的时间复杂??度，路径生成速度快。??蜢??■??图１－４斯坦福兔子的激光扫描路径??Ｆ．Ｅｈｓａｎ等人｜１８］通过Ａｎｓｙｓ分析了如图１－５所示的四种不同扫描路径下的残余应??力与温度，四种扫描路径分别是ｌ－５（ａ）沿长边扫描，ｌ－５（ｂ）沿短边扫描，ｌ－５（ｃ）内螺旋??和ｌ－５（ｄ）外螺旋，发现内螺旋这一扫描模式会产生最大的残余应力，且这一方式熔覆??温度变化最大，但是平均温度最低，而沿短边扫描时温度变化小平均温度最高，??（ａ）?（ｂ）??Ｉ?１＿画＿??（ｃ）?（ｄ）??丨，４?丨?？墉???＾?ｗ??????图１－５扫描方式。⑷沿长边扫描（ｂ）沿短边扫描（ｃ）内螺旋（ｄ）外螺旋??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RANSAC三维点云的平面提取算法[J]. 苏云龙,平雪良,李楠. 激光与红外. 2019(06)
[2]曲面激光熔覆修复的研究进展[J]. 安鹏芳,乌日开西·艾依提,张干,蒋厚峰. 热加工工艺. 2019(12)
[3]耐磨涂层的制备技术[J]. 张树玲,邱明坤,陈炜晔,张帅,朱学军. 热加工工艺. 2019(10)
[4]激光熔覆曲面零件再制造的机器人路径规划[J]. 陈影,孙文磊,黄勇,黄海博,王鑫龙. 中国激光. 2017(05)
[5]基于全概率更新的改进RANSAC算法[J]. 王可,贾松敏,李秀智. 控制与决策. 2017(03)
[6]基于Matlab的机器人运动学及动力学分析[J]. 刘超. 装备制造技术. 2016(08)
[7]基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究[J]. 姜付兵,石世宏,石拓,傅戈雁,朱刚贤. 中国激光. 2015(08)
[8]基于激光加工机器人的光内送粉变基面熔覆研究[J]. 朱刚贤,石世宏,傅戈雁,史建军,杨轼,孟伟栋,姜付兵. 中国激光. 2015(03)
[9]激光熔覆技术研究现状及趋势[J]. 江吉彬,练国富,许明三. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(01)
[10]基于Delaunay三角网的多边形特征点提取方法[J]. 郭光毅,王新生,李朋泽,邹信,徐亮. 地理空间信息. 2014(04)
博士论文
[1]曲面零件连续成形的理论与数值模拟研究及控制软件开发[D]. 隋洲.吉林大学 2014
[2]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
硕士论文
[1]整流罩模拟结构件的激光熔覆成形工艺研究[D]. 李东升.苏州大学 2019
[2]六自由度焊接机器人运动学及动力学研究[D]. 肖爽.新疆大学 2019
[3]激光内送粉变宽扫描成形闭环控制研究[D]. 沈婷.苏州大学 2018
[4]铝合金空间焊缝的机器人焊接离线编程及焊接工艺[D]. 胡斯楞.内蒙古工业大学 2018
[5]六自由度焊接机器人的轨迹规划与运动仿真[D]. 李光亮.昆明理工大学 2018
[6]复杂曲面零件激光熔覆的路径规划研究[D]. 陈影.新疆大学 2017
[7]摄像机标定方法的研究[D]. 舒娜.南京理工大学 2014
[8]基于Kinect的3D室内场景重建框架设计与实现[D]. 杨鑫.西安电子科技大学 2014
[9]Delaunay 三角剖分算法研究[D]. 罗小华.暨南大学 2011
[10]散乱点云模型三角网格化处理算法的研究与实现[D]. 高向敏.南京师范大学 2011
本文编号：3317881
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１溶覆系统７Ｋ意图??．
图１－２不等宽的恪道??
空间曲面等搭接均匀激光熔覆方法研宄?第一章绪论??ＹｕａｎＬｉｕ等人［１７］研宄了离散测地线法（ＭＭＰ），并优化了?Ｓｅｔｈｉａｎ提出的快速行进??法（ＦＭＭ），提出在ＳＴＬ模型中构建基于顶点的测地距离场，通过给定一个公差约束??范围，将零件表面划分为等距条纹，从而快速生成激光熔覆路径，并在斯坦福兔子的??表面规划熔覆路径，路径效果如图１－４所示。仿真结果表明该方法有较低的时间复杂??度，路径生成速度快。??蜢??■??图１－４斯坦福兔子的激光扫描路径??Ｆ．Ｅｈｓａｎ等人｜１８］通过Ａｎｓｙｓ分析了如图１－５所示的四种不同扫描路径下的残余应??力与温度，四种扫描路径分别是ｌ－５（ａ）沿长边扫描，ｌ－５（ｂ）沿短边扫描，ｌ－５（ｃ）内螺旋??和ｌ－５（ｄ）外螺旋，发现内螺旋这一扫描模式会产生最大的残余应力，且这一方式熔覆??温度变化最大，但是平均温度最低，而沿短边扫描时温度变化小平均温度最高，??（ａ）?（ｂ）??Ｉ?１＿画＿??（ｃ）?（ｄ）??丨，４?丨?？墉???＾?ｗ??????图１－５扫描方式。⑷沿长边扫描（ｂ）沿短边扫描（ｃ）内螺旋（ｄ）外螺旋??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RANSAC三维点云的平面提取算法[J]. 苏云龙,平雪良,李楠. 激光与红外. 2019(06)
[2]曲面激光熔覆修复的研究进展[J]. 安鹏芳,乌日开西·艾依提,张干,蒋厚峰. 热加工工艺. 2019(12)
[3]耐磨涂层的制备技术[J]. 张树玲,邱明坤,陈炜晔,张帅,朱学军. 热加工工艺. 2019(10)
[4]激光熔覆曲面零件再制造的机器人路径规划[J]. 陈影,孙文磊,黄勇,黄海博,王鑫龙. 中国激光. 2017(05)
[5]基于全概率更新的改进RANSAC算法[J]. 王可,贾松敏,李秀智. 控制与决策. 2017(03)
[6]基于Matlab的机器人运动学及动力学分析[J]. 刘超. 装备制造技术. 2016(08)
[7]基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究[J]. 姜付兵,石世宏,石拓,傅戈雁,朱刚贤. 中国激光. 2015(08)
[8]基于激光加工机器人的光内送粉变基面熔覆研究[J]. 朱刚贤,石世宏,傅戈雁,史建军,杨轼,孟伟栋,姜付兵. 中国激光. 2015(03)
[9]激光熔覆技术研究现状及趋势[J]. 江吉彬,练国富,许明三. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(01)
[10]基于Delaunay三角网的多边形特征点提取方法[J]. 郭光毅,王新生,李朋泽,邹信,徐亮. 地理空间信息. 2014(04)
博士论文
[1]曲面零件连续成形的理论与数值模拟研究及控制软件开发[D]. 隋洲.吉林大学 2014
[2]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
硕士论文
[1]整流罩模拟结构件的激光熔覆成形工艺研究[D]. 李东升.苏州大学 2019
[2]六自由度焊接机器人运动学及动力学研究[D]. 肖爽.新疆大学 2019
[3]激光内送粉变宽扫描成形闭环控制研究[D]. 沈婷.苏州大学 2018
[4]铝合金空间焊缝的机器人焊接离线编程及焊接工艺[D]. 胡斯楞.内蒙古工业大学 2018
[5]六自由度焊接机器人的轨迹规划与运动仿真[D]. 李光亮.昆明理工大学 2018
[6]复杂曲面零件激光熔覆的路径规划研究[D]. 陈影.新疆大学 2017
[7]摄像机标定方法的研究[D]. 舒娜.南京理工大学 2014
[8]基于Kinect的3D室内场景重建框架设计与实现[D]. 杨鑫.西安电子科技大学 2014
[9]Delaunay 三角剖分算法研究[D]. 罗小华.暨南大学 2011
[10]散乱点云模型三角网格化处理算法的研究与实现[D]. 高向敏.南京师范大学 2011
本文编号：3317881
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