一种激光冲击辅助电弧增材制造方法技术

本发明专利技术属于电弧增材制造技术领域，公开了一种激光冲击辅助电弧增材制造方法。本发明专利技术通过对电弧增材零件尺寸进行检测方法、可以采用电弧增材零件检具完成简单部位的检测，使用计算机测量设备完成复杂部位的检测，在实现对电弧增材零件检测的基础上，节约了整改或重新开发电弧增材零件检具所需的成本和时间；同时，通过对电弧增材零件缺陷进行检测方法利用缺陷检测模型集合自动检测电弧增材零件存在的缺陷，整个检测过程无需人工参与，不仅降低了人力成本，还提高了对电弧增材零件缺陷的检测效率。并且，多个缺陷检测模型共同检测电弧增材零件存在的缺陷，降低了对电弧增材零件缺陷的误检率和漏检率，进而提高了对电弧增材零件缺陷的检测准确度。缺陷的检测准确度。缺陷的检测准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光冲击辅助电弧增材制造方法


[0001]本专利技术属于电弧增材制造
，尤其涉及一种激光冲击辅助电弧增材制造方法。

技术介绍

[0002]电弧增材制造技术是指采用电弧作为热源将金属丝材熔化，然后按设定成形路径在基材上堆积层片，层层堆敷直至金属零件成形结束。成形零件由全焊缝金属组成，致密性高、冶金结合性能好、化学成分均匀、力学性能好，并且相比于激光、电子束增材制造技术，电弧增材制造技术具有成本低、成形速率快、能够成形尺寸较大且结构复杂的构件等优点；然而，现有激光冲击辅助电弧增材制造方法对电弧增材零件尺寸检测耗费时间；同时，电弧增材零件缺陷检测方式主要是人工质检，不准确。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有激光冲击辅助电弧增材制造方法对电弧增材零件尺寸检测耗费时间。
[0005](2)电弧增材零件缺陷检测方式主要是人工质检，不准确。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种激光冲击辅助电弧增材制造方法。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种激光冲击辅助电弧增材制造方法包括：
[0008]步骤一，对电弧增材零件尺寸进行检测；通过建模程序建立待加工电弧增材零件的三维模型并设计电弧增材加工路径；
[0009]所述建立待加工电弧增材零件的三维模型方法：
[0010]获取多个参考点的位置，所述参考点为参考电弧增材零件上的点；根据多个所述参考点构建所述参考电弧增材零件的三维模型，形成初始三维模型；
[0011]至少根据目标电弧增材零件的位置信息和所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成目标电弧增材零件的三维模型，所述目标电弧增材零件为待构建三维模型的电弧增材零件；
[0012]至少根据目标电弧增材零件的位置信息，对所述参考点进行移动，形成目标电弧增材零件的三维模型，包括：确定所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状是否相同；
[0013]在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状相同的情况下，根据所述目标电弧增材零件的尺寸信息、所述位置信息以及所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成所述目标电弧增材零件的三维模型；
[0014]在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状不相同的情况下，根据所述目标电弧增材零件的所述位置信息和所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成所述目标电弧增材零件的三维模型；
[0015]在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状相同的情况下，
根据所述目标电弧增材零件的尺寸信息、所述位置信息以及所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成所述目标电弧增材零件的三维模型，包括：在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状相同的情况下，确定所述初始三维模型的可移动部分；
[0016]根据所述目标电弧增材零件的尺寸信息以及所述参考点的位置，确定所述可移动部分的第一移动距离；
[0017]将所述可移动部分的所述参考点移动所述第一移动距离，形成所述目标电弧增材零件的预备三维模型；根据所述目标电弧增材零件的位置信息，将所述预备三维模型移动至对应的位置上，形成所述目标电弧增材零件的三维模型；
[0018]步骤二，通过工艺试验得到所需的电弧增材工艺参数，并设定加工参数；根据加工过程中生成的氧化物的厚度、成分及范围，确定加工过程中激光参数；
[0019]步骤三，采用同步送丝的方式将熔融丝材按照设定的成形路径逐层堆积；按照增材路径完成分层模型，获得电弧增材零件；
[0020]所述增材路径规划方法：
[0021]将电弧增材零件结构件的三维STL模型导入切片软件，根据用户输入的逐层分解的层厚参数对电弧增材零件结构件进行逐层轮廓点信息的提取，并对轮廓点的信息进行记录；
[0022]遍历每两个轮廓点，并记录每两个轮廓点之间的信息差，具体包括x坐标差，y坐标差和增材温度差；
[0023]基于图论结构搜索所有路径，提出一种融合了温度权重的绝对路径计算方法，通过比较所有路径的绝对长度选取最优路径；
[0024]按照选取的最优路径，进行电弧增材零件材料激光增材制造，并通过单目视觉传感器，实时检测激光熔覆熔池的实际位置；
[0025]对比选取的最优路径和单目视觉检测的激光熔覆熔池的实际位置，并进行闭环反馈，使得增材路径严格符合选取的最优路径，最终完成增材；
[0026]步骤四，对电弧增材零件缺陷进行检测。
[0027]进一步，所述对电弧增材零件尺寸进行检测方法如下：
[0028](1)将待检测电弧增材零件放置于电弧增材零件检具上，用所述电弧增材零件检具对所述待检测电弧增材零件进行初始检测，获取所述待检测电弧增材零件上可检测部位的实际尺寸；
[0029](2)将承载有所述待检测电弧增材零件的所述电弧增材零件检具放置到计算机测量设备平台上，对所述电弧增材零件检具和所述计算机测量设备平台进行位置校准；
[0030](3)使用计算机测量设备对所述待检测电弧增材零件进行补偿检测，获取所述待检测电弧增材零件上不可检测部位的实际尺寸；
[0031]对所述电弧增材零件检具和所述计算机测量设备平台进行位置校准具体为：
[0032]通过所述电弧增材零件检具上的基准块，对所述电弧增材零件检具和所述计算机测量设备平台进行找正和对坐标，以确定所述计算机测量设备平台的坐标起始点；
[0033]在获取所述待检测电弧增材零件上不可检测部位的实际尺寸时还包括：
[0034]获取所述不可检测部位的尺寸偏差；
[0035]使用计算机测量设备对所述待检测电弧增材零件进行补偿检测，获取所述待检测电弧增材零件上不可检测部位的实际尺寸和尺寸偏差包括：
[0036]使用所述计算机测量设备的检测笔对所述不可检测部位进行测量，获取不可检测部位的多个坐标值；
[0037]所述计算机测量设备的软件处理模块对获取的坐标值进行处理，获取所述不可检测部位的实际尺寸，并输出所述不可检测部位的实际尺寸；
[0038]所述计算机测量设备的软件处理模块将所述不可检测部位的实际尺寸与预存的所述不可检测部位的理论尺寸进行比较，获取所述不可检测部位的尺寸偏差，并输出所述不可检测部位的尺寸偏差。
[0039]进一步，所述对方法还包括：
[0040]根据所述可检测部位的实际尺寸和所述不可检测部位的实际尺寸，生成所述待检测电弧增材零件的尺寸检测报告。
[0041]进一步，所述根据所述可检测部位的实际尺寸和所述不可检测部位的实际尺寸，生成所述待检测电弧增材零件的尺寸检测报告包括：
[0042]将所述可检测部位的实际尺寸和预先获取的所述可检测部位的理论尺寸进行比较，获取所述可检测部位的尺寸偏差；
[0043]将所述不可检测部位的实际尺寸和预先获取的所述不可检测部位的理论尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光冲击辅助电弧增材制造方法，其特征在于，所述激光冲击辅助电弧增材制造方法包括以下步骤：步骤一，对电弧增材零件尺寸进行检测；通过建模程序建立待加工电弧增材零件的三维模型并设计电弧增材加工路径；所述建立待加工电弧增材零件的三维模型方法：获取多个参考点的位置，所述参考点为参考电弧增材零件上的点；根据多个所述参考点构建所述参考电弧增材零件的三维模型，形成初始三维模型；至少根据目标电弧增材零件的位置信息和所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成目标电弧增材零件的三维模型，所述目标电弧增材零件为待构建三维模型的电弧增材零件；至少根据目标电弧增材零件的位置信息，对所述参考点进行移动，形成目标电弧增材零件的三维模型，包括：确定所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状是否相同；在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状相同的情况下，根据所述目标电弧增材零件的尺寸信息、所述位置信息以及所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成所述目标电弧增材零件的三维模型；在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状不相同的情况下，根据所述目标电弧增材零件的所述位置信息和所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成所述目标电弧增材零件的三维模型；在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状相同的情况下，根据所述目标电弧增材零件的尺寸信息、所述位置信息以及所述参考点的位置，对所述参考点进行移动，形成所述目标电弧增材零件的三维模型，包括：在所述目标电弧增材零件的形状与所述参考电弧增材零件的形状相同的情况下，确定所述初始三维模型的可移动部分；根据所述目标电弧增材零件的尺寸信息以及所述参考点的位置，确定所述可移动部分的第一移动距离；将所述可移动部分的所述参考点移动所述第一移动距离，形成所述目标电弧增材零件的预备三维模型；根据所述目标电弧增材零件的位置信息，将所述预备三维模型移动至对应的位置上，形成所述目标电弧增材零件的三维模型；步骤二，通过工艺试验得到所需的电弧增材工艺参数，并设定加工参数；根据加工过程中生成的氧化物的厚度、成分及范围，确定加工过程中激光参数；步骤三，采用同步送丝的方式将熔融丝材按照设定的成形路径逐层堆积；按照增材路径完成分层模型，获得电弧增材零件；所述增材路径规划方法：将电弧增材零件结构件的三维STL模型导入切片软件，根据用户输入的逐层分解的层厚参数对电弧增材零件结构件进行逐层轮廓点信息的提取，并对轮廓点的信息进行记录；遍历每两个轮廓点，并记录每两个轮廓点之间的信息差，具体包括x坐标差，y坐标差和增材温度差；基于图论结构搜索所有路径，提出一种融合了温度权重的绝对路径计算方法，通过比较所有路径的绝对长度选取最优路径；
按照选取的最优路径，进行电弧增材零件材料激光增材制造，并通过单目视觉传感器，实时检测激光熔覆熔池的实际位置；对比选取的最优路径和单目视觉检测的激光熔覆熔池的实际位置，并进行闭环反馈，使得增材路径严格符合选取的最优路径，最终完成增材；步骤四，对电弧增材零件缺陷进行检测。2.如权利要求1所述激光冲击辅助电弧增材制造方法，其特征在于，所述对电弧增材零件尺寸进行检测方法如下：(1)将待检测电弧增材零件放置于电弧增材零件检具上，用所述电弧增材零件检具对所述待检测电弧增材零件进行初始检测，获取所述待检测电弧增材零件上可检测部位的实际尺寸；(2)将承载有所述待检测电弧增材零件的所述电弧增材零件检具放置到计算机测量设备平台上，对所述电弧增材零件检具和所述计算机测量设备平台进行位置校准；(3)使用计算机测量设备对所述待检测电弧增材零件进行补偿检测，获取所述待检测电弧增材零件上不可检测部位的实际尺寸；对所述电弧增材零件检具和所述计算机测量设备平台进行位置校准具体为：通过所述电弧增材零件检具上的基准块，对所述电弧增材零件检具和所述计算机测量设备平台进行找正和对坐标，以确定所述计算机测量设备平台的坐标起始点；在获取所述待检测电弧增材零件上不可检测部位的实际尺寸时还包括：获取所述不可检测部位的尺寸偏差；使用计算机测量设备对所述待检测电弧增材零件进行补偿检测，获取所述待检测电弧增材零件上不可检测部位的实际尺寸和尺寸偏差包括：使用所述计算机测量设备的检测笔对所述不可检测部位进行测量，获取不可检测部位的多个坐标值；所述计算机测量设备的软件处理模块对获取的坐标值进行处理，获取所述不可检测部位的实际尺寸，并输出所述不可检测部位的实际尺寸；所述计算机测量设备的软件处理模块将所述不可检测部位的实际尺寸与预存的所述不可检测部位的理论尺寸进行比较，获取所述不可检测部位的尺寸偏差，并输出所述不可检测部位的尺寸偏差。3.如权利要求2所述激光冲击辅助电弧增材制造方法，其特征在于，所述对方法还包括：根据所述可检测部位的实际尺寸和所述不可检测部位的实际尺寸，生成所述待检测电弧增材零件的尺寸检测报告。4.如权利要求2所述激光冲击辅助电弧增材制造方法，其特征在于，所述根据所述可检测部位的实际尺寸和所述不可检测部位的实际尺寸，生成所述待检测电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董福元，郭兆军，王涛，候俊峰，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：