【技术实现步骤摘要】
本申请涉及板材加工，具体地涉及一种激光修复路径规划的方法、装置及激光修复设备。
技术介绍
1、金属板材加工成为工件后会受到机器内外冲击、震动、腐蚀等破坏行为，内部裂纹逐渐扩展裸露在金属外表面，如果不及时对裂纹进行修复，将会导致工件失效，产生严重的安全隐患。同轴送粉激光熔覆技术利用高能量密度激光束将需要熔覆的材料和基体熔化使二者之间形成牢固的冶金结合，其具有对基体材料破坏小、热输入功率可控、装备安装灵活，金属粉末输出可控等优点，金属粉末输出可控等优点。以同轴送粉激光熔覆技术为基础的激光热修复技术已被广泛应用在金属表面修复等领域。
2、当待修复工件或装备存在多条裂纹时，需要对每条裂纹逐个修复，在确定修复路径时，现有技术方案是按照每条裂纹的坐标从上至下，从左至右按次序修复，但当裂纹数量不断增多时，修复路径的长度也会不断变长，同时作业时间和作业工序也相应增加。利用遍历法搜索最优路径，会给工控机带来很大负担，且计算时间较长。利用智能算法进行路径优化，可以大幅提高最优路径的搜索效率，降低计算时间，但是路径优化的算法多是针对多个点之间的情况，而裂纹的表现形式多为线段，因此，现有技术的路径优化算法不适用于裂纹修复路径优化。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的是提供一种激光修复路径规划的方法、装置及激光修复设备，用以解决现有技术中裂纹的修复路径冗长复杂，路径规划效率较低的问题。
2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种激光修复路径规划的方法，应用于激光修复路径规划的装置
3、建立裂纹位置模型；
4、基于裂纹位置模型，提取每条裂纹之间的距离，以生成裂纹距离矩阵；
5、根据裂纹距离矩阵，通过混合粒子群算法生成裂纹修复次序；
6、通过贪心策略，根据裂纹修复次序确定修复路径。
7、在本申请实施例中，建立裂纹位置模型包括：
8、获取待修复的裂纹区域图像；
9、将待修复的裂纹区域图像抽象为平面；
10、提取平面中每条裂纹的中点位置；
11、对平面中每条裂纹的中点位置进行编码以得到裂纹位置模型。
12、在本申请实施例中，根据裂纹距离矩阵，通过混合粒子群算法生成裂纹修复次序包括：
13、根据预先设置的粒子数目生成粒子群；
14、初始化粒子群的参数，其中，粒子群的参数包括粒子数目和最大迭代次数；
15、根据裂纹距离矩阵确定适应度函数；
16、分别确定粒子群中每个粒子的适应度函数值；
17、将适应度函数值最大的粒子作为局部最优粒子pbest和全局最优粒子gbest；
18、通过遗传机制对局部最优粒子pbest和全局最优粒子gbest进行迭代以得到目标全局最优粒子gbest；
19、根据目标全局最优粒子gbest确定裂纹修复次序。
20、在本申请实施例中，适应度函数满足公式(1)：
21、
22、其中，ffitness为适应度函数，n为裂纹条数；d(xi,xi+1)为粒子由i位置裂纹移动至i+1位置裂纹所移动的路径；d(xn,x0)为粒子由最后一个裂纹位置移动到原来位置所移动的距离。
23、在本申请实施例中，通过遗传机制对局部最优粒子pbest和全局最优粒子gbest进行迭代以得到目标全局最优粒子gbest包括：
24、通过遗传机制生成新的粒子；
25、分别确定新的粒子的适应度函数值；
26、判断新的粒子的适应度函数值是否大于局部最优粒子pbest的适应度函数值；
27、在判定存在新的粒子的适应度函数值大于局部最优粒子pbest的适应度函数值的情况下，将适应度函数值大于局部最优粒子pbest的新的粒子更新为局部最优粒子pbest；
28、判断更新后的局部最优粒子pbest的适应度函数值是否大于全局最优粒子gbest；
29、在判定更新后的局部最优粒子pbest的适应度函数值大于全局最优粒子gbest的情况下，将更新后的局部最优粒子pbest确定为全局最优粒子gbest。
30、在本申请实施例中，通过遗传机制对局部最优粒子pbest和全局最优粒子gbest进行迭代以得到目标全局最优粒子gbest还包括：
31、判断迭代次数是否达到最大迭代次数；
32、在判定迭代达到最大迭代次数的情况下，将当前全局最优粒子gbest确定为目标全局最优粒子gbest。
33、在本申请实施例中，通过贪心策略，根据裂纹修复次序确定修复路径包括：
34、根据裂纹修复次序对裂纹进行编码；
35、通过贪心策略确定每条裂纹修复的起点和终点；
36、根据裂纹的编码顺序和每条裂纹的起点和终点确定修复路径。
37、本申请第二方面提供一种激光修复路径规划的装置，包括：
38、存储器，被配置成存储指令；以及
39、处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据上述的激光修复路径规划的方法。
40、本申请第三方面提供一种激光修复设备，包括根据上述的激光修复路径规划的装置。
41、本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据上述的激光修复路径规划的方法。
42、通过上述技术方案，首先建立裂纹位置模型，基于裂纹位置模型，提取每条裂纹之间的距离，以生成裂纹距离矩阵。然后根据裂纹距离矩阵，通过混合粒子群算法生成裂纹修复次序，最后通过贪心策略，根据裂纹修复次序确定修复路径。本申请能适用于修复次序与裂纹方向两种因素复合的作业情况，并且能高效快速地找到最优的修复路径，提高了作业效率。
43、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种激光修复路径规划的方法，其特征在于，应用于激光修复路径规划的装置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立裂纹位置模型包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述裂纹距离矩阵，通过混合粒子群算法生成裂纹修复次序包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述适应度函数满足公式(1)：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过遗传机制对所述局部最优粒子Pbest和所述全局最优粒子Gbest进行迭代以得到目标全局最优粒子Gbest包括：
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过遗传机制对所述局部最优粒子Pbest和所述全局最优粒子Gbest进行迭代以得到目标全局最优粒子Gbest还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过贪心策略，根据所述裂纹修复次序确定修复路径包括：
8.一种激光修复路径规划的装置，其特征在于，包括：
9.一种激光修复设备，其特征在于，包括根据权利要求8所述的激光修复路径规划的
10.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至7中任一项所述的激光修复路径规划的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种激光修复路径规划的方法，其特征在于，应用于激光修复路径规划的装置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立裂纹位置模型包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述裂纹距离矩阵，通过混合粒子群算法生成裂纹修复次序包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述适应度函数满足公式(1)：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过遗传机制对所述局部最优粒子pbest和所述全局最优粒子gbest进行迭代以得到目标全局最优粒子gbest包括：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘彪，沈珂，张星，刘家乐，刘飞，董秦龙，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。