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受限空间增材修复的焊枪姿态规划方法技术

技术编号:37715794 阅读:19 留言:0更新日期:2023-06-02 00:11
本发明专利技术公开了一种受限空间增材修复的焊枪姿态规划方法,涉及增材再制造技术领域,解决了空间受限的条件下增材修复时焊枪易与零件既有形貌发生干涉、需要根据实际情况变换位姿以提高成形质量的问题的技术问题,其技术方案要点是S1:获取缺损零件模型表面三维点云数据和修复路径;S2:在修复路径上选取若干采样点,计算每一采样点位置堆积姿态可达区间;S3:根据工艺要求计算采样点位置焊枪最佳姿态;S4:判断最佳姿态是否位于可达区间内,若否则在可达区间内选取最接近最佳姿态的方向。解决了受限空间条件下增材修复过程中焊枪易与零件既有形貌干涉的问题,提高了增材修复的成形质量和自动化水平。质量和自动化水平。质量和自动化水平。

【技术实现步骤摘要】
受限空间增材修复的焊枪姿态规划方法


[0001]本申请涉及增材再制造
,尤其涉及一种受限空间增材修复的焊枪姿态规划方法。

技术介绍

[0002]现代工业与国防对装备的依赖程度较高,在某些工况下需要对相关装备的受损零件进行现场修复。增材再制造技术可用于损伤零件的现场修复,使装备快速恢复作业能力,具有较大重要的军事和经济意义。目前增材再制造技术根据损伤零件既有形貌进行增材,需考虑损伤零件的既有形貌,焊枪运动轨迹规划不仅需考虑与零件既有形貌发生干涉,还需要根据局部形貌和损伤特征变换堆积姿态以保证成形质量。
[0003]虽然目前电弧增材修复研究广泛,但针对损伤零件增材修复轨迹规划的研究尚不充分,没有适用于复杂形貌的轨迹规划算法。
[0004]针对上述问题,名为《车用锻模型腔电弧熔丝随形增材成形特性与轨迹规划研究》的文章中提出了基于聚类算法的复杂曲面的离散分块和全局等高轨迹规划方法,修复过程中焊枪在复杂曲面上始终保持横焊姿态;名为《基于机器人的电弧增材再制造路径规划研究》的文章中提出并开发了再制造过程的路径规划算法。现有研究未考虑在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受限空间增材修复的焊枪姿态规划方法,其特征在于,包括:S1:获取缺损零件模型表面的三维点云数据和修复路径;S2:在修复路径上选取若干采样点,对每个采样点位置焊枪堆积姿态的可达区间进行计算;S3:根据工艺要求对采样点位置焊枪的最佳姿态进行计算;S4:对最佳姿态是否位于可达区间内进行判断,若是则该最佳姿态即为焊枪姿态,若否则在可达区间内选取最接近最佳姿态的方向作为焊枪姿态;S5:重复步骤S3至S4直至所有采样点的焊枪姿态规划完成。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中,将修复路径表示为采样点集合P={O1,O2,O3,...,O
n
},根据获取的三维点云数据,则任意采样点O
i
位置处的空间曲面法向量表示为:Vert
i
=(F
i,x
,F
i,y
,F
i,z
);根据空间曲面法向量Vert
i
和竖直方向z轴确定竖直平面U
i
,则竖直平面U
i
表示为:

(F
i,y
/F
i,x
)x+y=0;获取竖直平面U
i
与损伤零件模型的交线A
i
O
i
B
i
,则交线A
i
O
i
B
i
之间的角度区间即为可达区间;其中,i∈[1,n]。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述采样点O
i
的空间曲面法向量的计算包括:对采样点O
i
附近的点进行选取,表示为(x
ij
,y
ij
,z
ij
),令:),令:β
i
=A
i
‑1B
i
;则空间曲面法向量Vert
i
表示为:Vert
i
=(b
i1
,b
i2

...

【专利技术属性】
技术研发人员:李永哲郑业兴陈新旸李宸宇刘小超裴宪军
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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