【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合制造结合面位姿测量，具体涉及一种基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法。
技术介绍
1、激光选区熔化成形技术(slm)是以原型制造技术为基本原理发展起来的一种先进激光增材制造技术，常用于成形复杂薄壁、内部流道、有序多孔等精细结构，目前已经越来越多地用于制造航空、汽车等领域金属零件。
2、对于涡轮叶片零件，上部的叶片结构无法通过常规机加工制造实现，对于零件底部无复杂结构的底座而言，增材制造的高成本，使零件整体打印成本更高。slm成形之前，需要在软件中输入成形件的三维模型，三维模型的坐标也在基板上随之确定，然而当复合成形工艺开展时，所放置在基板上的机加工零件的位姿是未知的，这就需要对机加工零件的位姿进行测量，这种平面上的位姿测量通常可简化为物体的平移坐标(x,y)和绕z轴的旋转角度γ。
3、目前关于复合成形结合面的位姿测量方法市面上绝大多数采用的是设计特定的定位基板和夹具系统来实现对零件位置的固定，但这种方法对零件的尺寸和形状有很多的要求和限制，只能满足特定尺寸和形状的零件匹配成形，不具有通用性；当此特定零件的需求量较少时，特定的定位基板和夹具系统会使得成本增加；同时该定位方法也会由于基板的安装误差导致整体成形精度不高。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法。
2、本专利技术采用如下的技术方案实现：一种基于点特征的机加工
3、优选地，步骤s1中，中间mark点通过激光束在基板上烧结形成的凹槽，在基板外周铣出若干用于容置四周mark点的凹槽，四周mark点为薄片结构且内嵌于凹槽中并与基板的端面在同一平面内。
4、优选地，中间mark点的数量为9个且成3*3矩阵形式布置，形状为标准圆形，其中需要有一个半径不同的圆用于确定方向；四周mark点的数量为4-9个且分布在基板的四周，四周mark点的材质为氧化铝。
5、优选地，将步骤s2采集到的图像进行平滑滤波处理；步骤s3中，通过canny算法进行中间mark点的边缘粗定位得到亚像素边缘，对粗定位的圆弧边缘设定一定的曲率阈值进行筛选，过中间mark点的圆心作射线与所筛选的圆弧边缘相交，得到多个亚像素边缘点，使用最小二乘法拟合圆得到每个中间mark点的质心像素坐标；四周mark点使用canny算法直接提取其完整边缘。
6、优选地，步骤s5中，调整基板确保待测零件和四周mark点处于同一平面，使用canny算法提取四周mark点和待测平面的亚像素边缘，并使用最小二乘法质心提取算法提取出四周mark点的像素坐标。
7、优选地，步骤s6中，结合面的形状为单连通域的规则图案，采用基于最小二乘的轮廓的质心提取算法提取结合面质心的像素坐标。
8、优选地，步骤s6中，结合面的形状为单连通域的不规则图案，采用基于特征点检测与描述符匹配或基于边缘检测与形状逼近的质心提取算法提取结合面质心的像素坐标。
9、优选地，步骤s6中，结合面的形状为多通域结合面，根据实际加工情况判定需要计算零件结合面多个连通域作为一个整体的质心或计算每个单独连通域上的质心坐标。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
11、本专利技术提出基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法，对于基板上任意放置的机加工零件底座，通过机器视觉中的点特征pnp方法求解其位姿，然后将求解到的相关参数输入至slm设备进行复合成型加工。本专利技术在基板大小允许的条件下对成形零件的尺寸和形状无要求和限制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：步骤S1中，中间mark点通过激光束在基板上烧结形成的凹槽，在基板外周铣出若干用于容置四周mark点的凹槽，四周mark点为薄片结构且内嵌于凹槽中并与基板的端面在同一平面内。
3.根据权利要求2所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：中间mark点的数量为9个且成3*3矩阵形式布置，形状为标准圆形，其中有一个半径不同的圆用于确定方向；四周mark点的数量为4-9个且分布在基板的四周，四周mark点的材质为氧化铝。
4.根据权利要求3所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：将步骤S2采集到的图像进行平滑滤波处理；步骤S3中，通过Canny算法进行中间mark点的边缘粗定位得到亚像素边缘，对粗定位的圆弧边缘设定一定的曲率阈值进行筛选，过中间mark点的圆心作射线与所筛选的圆弧边缘相交，得到多个亚像素边缘点，使
5.根据权利要求4所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：步骤S5中，调整基板确保待测零件和四周mark点处于同一平面，使用Canny算法提取四周Mark点和待测平面的亚像素边缘，并使用最小二乘法质心提取算法提取出四周mark点的像素坐标。
6.根据权利要求5所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：步骤S6中，结合面的形状为单连通域的规则图案，采用基于最小二乘的轮廓的质心提取算法提取结合面质心的像素坐标。
7.根据权利要求5所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：步骤S6中，结合面的形状为单连通域的不规则图案，采用基于特征点检测与描述符匹配或基于边缘检测与形状逼近的质心提取算法提取结合面质心的像素坐标。
8.根据权利要求5所述的基于点特征的机加工-SLM复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：步骤S6中，结合面的形状为多通域结合面，根据实际加工情况判定需要计算零件结合面多个连通域作为一个整体的质心或计算每个单独连通域上的质心坐标。
...【技术特征摘要】
1.一种基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：步骤s1中，中间mark点通过激光束在基板上烧结形成的凹槽，在基板外周铣出若干用于容置四周mark点的凹槽，四周mark点为薄片结构且内嵌于凹槽中并与基板的端面在同一平面内。
3.根据权利要求2所述的基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：中间mark点的数量为9个且成3*3矩阵形式布置，形状为标准圆形，其中有一个半径不同的圆用于确定方向；四周mark点的数量为4-9个且分布在基板的四周，四周mark点的材质为氧化铝。
4.根据权利要求3所述的基于点特征的机加工-slm复合制造结合面位姿测量方法，其特征在于：将步骤s2采集到的图像进行平滑滤波处理；步骤s3中，通过canny算法进行中间mark点的边缘粗定位得到亚像素边缘，对粗定位的圆弧边缘设定一定的曲率阈值进行筛选，过中间mark点的圆心作射线与所筛选的圆弧边缘相交，得到多个亚像素边缘点，使用最小二乘法拟合圆得到每个中间mark点的质心像素坐...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜文华，段能全，田晋峰，李忠华，王俊元，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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