【技术实现步骤摘要】
一种基于数据链共享与智能知识库的激光一体化修复系统
[0001]作者：占小红，章宇盟，王磊磊，郭骥之
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[0002]本专利技术涉及激光修复领域，特别是涉及一种基于数据链共享与智能知识库的激光一体化修复系统与方法。
技术介绍
[0003]结构件在长时间的服役进程中，容易产生许多损伤与缺陷，在损伤与缺陷出现之后必须及时地利用外部辅助手段进行修复，否则在后续的使用过程中会造成许多无法挽回的经济与人身事故。修复的方式有很多，其中目前比较常用的修复方式是利用熔化焊对结构件患处进行焊接或再制造，其中激光作为一种高能能源，目前正在逐步成为比较重要的修复方式。
[0004]目前在使用激光作为直接能量熔化金属修复结构件时，大多是单独进行切割、焊接、增材再制造等步骤，在修复时使用了许多额外的装备与能量。另外，在修复过程中，单一激光修复部件会提高各修复环节之间数据传递与共享的难度与成本。如果能将激光切割、焊接、再制造等步骤组合在同一个系统中，会节省许多不必要的工装，同时修复环节的组合也便于数据链之间的交互与共享融合。
专利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数据链共享与智能知识库的激光一体化修复系统，下可与丝杠配合进行直线传动，带动光栅相对中心轴或远离中心轴运动。该系统也含有带无线信号接收装置的激光器2，该激光器2位于修复系统上方的支撑平台，激光器2包覆部分与修复系统之间采用M10紧固螺栓连接，可接收来自智能控制主机的命令改变焦点位置与功率，作为不同修复环节的多用光源。另外，送丝机构5位于激光通道两侧，送丝嘴与支撑平台之间采用M10紧固螺栓连接，送丝机构5采用双侧同步送丝方式，确保激光修复过程可以高效进行；智能控制主机中设置有接收模块与多个存储模块与存储器，还包括路径规划子系统，用于根据损伤缺陷区域特征点位置坐标信息，规划修复路径，并将规划结果发送给下一道工序的数据链节点；另外，在智能控制主机中设置了与各个子系统连接的知识库管理与数据处理子系统，用于对各个子系统进行监测与管理，并对数据链网络系统的交互信息进行处理。2.根据权利要求1所述的一种基于数据链共享与智能知识库的激光一体化修复方法，其特征在于包括以下步骤：(1)激光三维扫描阶段：在结构件到达指定位置后，向智能控制主机发送检测请求，当那位坐标扫描工序数据链节点接收到该检测请求时，数据链节点首先定位出当前处于扫描区域内的初始点(夹具定位点)平面坐标信息。根据该初始点位置坐标，智能控制主机9控制激光器2将焦点设置于距离结构件上方10mm位置，且此时激光功率设置为较低水平(1％)。同时智能控制主机9向伺服直线步进电机8
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1发送启动命令，伺服直线步进电机8
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1接收到智能控制主机的命令后开始旋转并带动光栅组件8
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3向中心相对移动，直至光栅组件8
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3相互组合，控制激光分解为细小激光束。激光器2在机器人的控制下对结构件进行三维扫描，将结构件损伤区的位置及形貌信息传输至智能控制主机9，智能控制主机中的激光扫描数据链节点接收扫描程序发送至的结构件修复请求，该修复请求携带结构件表面损伤缺陷区特征点的三维坐标信息，该三维坐标信息位于该数据链节点对应的切割与修复区域内，同时智能控制主机9将三维坐标信息转换为数据块存储进损伤扫描数据库中。智能控制主机9调用焊接模拟仿真程序对损伤区域进行三维重构，启动分层切片软件对损伤缺陷区域进行三维切片分层，获得损伤缺陷区域的宽度、长度、深度等各个特征点位置坐标，将特征坐标点信息与焊接方法判据进行比较，同时调用ANN智能神经网络算法进行多次迭代，最终获得适合该缺陷的修复方法；(2)激光预清洗阶段三维扫描阶段结束后，三维扫描工序数据链节点将损伤缺陷区域的特征点位置坐标信息发送至激光预清洗工序节点。智能控制主机9根据结构件与其表面损伤缺陷的三维坐标信息控制激光器移动至损伤缺陷的起点坐标上方，保持焦点位置不变，同时在扫描阶段激光功率的基础上稍做提高(2％左右)。智能控制主机9根据损伤缺陷所在平面或曲面位置重构后各点的位置坐标智能计算所需激光焦点位置，控制激光器2沿结构件表面进行扫描，去除损伤缺陷周围区域的油污、氧化皮等杂质，提高修复过程的焊缝质量，同时将更新后的特征点位置坐...
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