The invention discloses a high precision laser forming method for uneven surface. The method is to use the arc heat source to shape the material, and to drive the laser displacement sensor to scan the surface profile of the forming part, and to calculate the surface precision by the deviation between the measured values of the sensor. The precision is put into the model controller, and the controller reconstructs the surface model of the parts, and the original and original model is obtained. The difference of surface precision is used to determine the repair parameters of different parts of the surface of the parts and send out the control countermeasures; the repair parameters are entered into the robot control cabinet, and the control cabinet applies the laser heat source with different energy and frequency in different areas of the workpiece surface according to the repair parameters. After the end of the repair, the laser displacement sensor is re driven to scan the surface of the surface to determine whether the repaired workpiece is up to the standard. If it does not reach the standard, it is repaired again until the patch is repaired. The method can effectively improve the surface accuracy of laser added component and enhance the quality of laser forming parts.
【技术实现步骤摘要】
一种非平整面高精度激光增材成形方法
本专利技术属于增材制造
,特别是非平整面高精度激光增材成形方法。
技术介绍
近年来,随着计算机水平的快速发展,激光熔覆技术被广泛用于制造领域,结合数控、计算机辅助设计、材料科学等技术,激光熔覆具有制造周期短、加工工艺简单等优点,是一种“增材”的制造方式,直接、快速、柔性地将设计想法转换成具有一定功能的零件。激光熔覆技术利用送粉或送丝的方式,可形成三维任意形高性能金属的近净型。由于电弧熔覆的过程非常复杂,影响因素较多,亦存在各种问题和不足。电弧熔覆技术目前存在这么四个主要问题:(1)熔覆过程中,经喷嘴喷出的粉末不会全部进入激光熔池中,成形件表面会有粉末粘结,表面精度及质量有所下降。(2)熔覆成形件质量不稳定,表面平整度不高,同时熔覆层中容易出现气孔、裂纹。(3)制造形状、结构复杂的零件时,过渡位置易产生坍塌、结点,整体形状易变形。(4)环境变化导致熔覆件质量变化的敏感性,而熔覆层实时监测和控制不成熟。为解决电弧熔覆件表面的缺陷,实现尺寸精度、表面质量的高要求,需要对电弧熔覆件进行再加工。利用激光熔覆技术进行后续再加工,形成复合成形技术,以此得到表面质量高、尺寸精度好的成形件。专利申请号为201710085425.0的专利技术提出的是宽波段、大量程激光功率计检定装置。激光辐射源包括激光器、激光器和激光器,在激光器光路上装有第一翻转反射镜,在激光器光路上装有第二翻转反射镜,在激光器光路上装有第三翻转反射镜,翻转反射镜所反射的激光汇聚在水平光路上,在水平光路初始位置上装有第一可变光阑和激光分束片,激光分束片反射的激光照向监 ...
【技术保护点】
一种非平整面高精度激光增材成形方法,其特征在于,包括具体步骤如下:采用电弧热源按照计算机模拟的三维模型进行增材成型;激光位移传感器分别与控制器、机器人焊接系统相连,并通过丝杆带动来回扫描;驱动激光位移传感器扫描增材成型件的表面轮廓,通过传感器的测量值之间的偏差,计算出工件表面精度Ra;将得到的精度输入到已模型化的控制器中,控制器根据预先输入的理想化数据重建零件表面模型,并与原始工件的表面精度Ra0比较,得出前后两表面不同区域之间的差值,并将差值作为零件表面各个区域的修复参数Δ=Ra1‑Ra0,并进行如下操作:激光器进入准备模式,准备进行激光修复;控制器将工件表面各个区域的修复参数自动反馈机器人控制柜,从而使机器人控制柜驱动焊接系统,根据平整度差值分布,在工件表面的不同区域施加与修复参数对应的不同能量、频率的激光热源;修复结束后,再次驱动激光位移传感器扫描表面轮廓,确定修补后的工件是否达标,即跟预设的合理化精度是否一致,若不达标,则进行再次修补,直到修补达标为止。
【技术特征摘要】
1.一种非平整面高精度激光增材成形方法,其特征在于,包括具体步骤如下:采用电弧热源按照计算机模拟的三维模型进行增材成型;激光位移传感器分别与控制器、机器人焊接系统相连,并通过丝杆带动来回扫描;驱动激光位移传感器扫描增材成型件的表面轮廓,通过传感器的测量值之间的偏差,计算出工件表面精度Ra;将得到的精度输入到已模型化的控制器中,控制器根据预先输入的理想化数据重建零件表面模型,并与原始工件的表面精度Ra0比较,得出前后两表面不同区域之间的差值,并将差值作为零件表面各个区域的修复参数Δ=Ra1-Ra0,并进行如下操作:激光器进入准备模式,准备进行激光修复;控制器将工件表面各个区域的修复参数自动反馈机器人控制柜,从而使机器人控制柜驱动焊接系统,根据平整度差值分布,在工件表面的不同区域施加与修复参数对应的不同能量、频率的激光热源;修复结束后,再次驱动激光位移传感器扫描表面轮廓,确定修补后的工件是否达标,即跟预设的合理化精度是否一致,若不达标,则进行再次修补,直到修补达标为止。2.根据权利要求1所述的非平整面高精度激光增材成形方法,其特征在于,所述控制器采用抗干扰能力强、工作稳定可靠、连续工作时间长的工业控制计算机,改良过的控制器中存在大量输入的平整度参数以及对应的零件模型,这些数据都是根据所需增材成型件的精度要求合理设计的;并且利用工业控制计算机中的建模功能重建合理化模型。3.根据权利要求1所述的非平整面高...
【专利技术属性】
技术研发人员:王克鸿,彭雪,周琦,彭勇,许华银,唐燕生,钱美霞,吴成成,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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