一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，包括点云数据处理模型和无监督学习分类模型。该方法通过三维扫描仪获取焊道表面高精度点云数据。点云数据处理模型对点云数据进行处理，包括检测范围自适应调节和标准区域截面建模。无监督学习分类模型计算检测区域与标准区域的形貌差异，基于检测区域间相似性进行分类，并分析不同类别间关联性以识别可能存在的缺陷种类。本发明专利技术方法充分考虑了增材制造中焊道表面形貌的复杂性，通过点云处理和无监督学习相结合，实现了对焊道表面缺陷的高适应性表征和自动化检测。该方法具有检测精度高、速度快以及适应性强的特点，能够显著提升增材制造过程中的质量控制水平，有效改善产品的整体制造精度和一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电弧增材制造，尤其涉及一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法。

技术介绍

1、电弧增材制造是一种以电弧为热源，根据三维建模文件和逐层累加原理，将金属丝材或其合金粉末熔化焊接，然后通过点-线-面-体的加工过程来生产出满足尺寸、精度和形状要求的三维金属零件的智能机械制造技术。相对于电子束增材制造与激光增材制造技术，电弧增材制造技术在保持较高精度的前提下成本更低、沉积效率更高，一些智能制造企业已将其用于实现汽车制造、航空航天等领域的大尺寸复杂零件快速成形。

2、虽然电弧增材制造技术具有较短生产周期、高原材料利用率和低成本等优点，但是在电弧增材制造过程中存在着众多干扰因素：打印机结构稳定性、表面温度、工艺参数波动及外部环境等。这些干扰因素使零件当前打印层与三维建模文件切片的形状和尺寸有所不同，影响零件成形精度并最终导致其整体质量较低。电弧增材制造的未来发展趋势和理想目标是实现生产过程的自动化、集成化和打印零件精度的可控化。故在实际的电弧增材制造生产过程中需要将产品制造和缺陷检测紧密结合，通过检测缺陷并实行自动控制策略(铣削或填本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：具体步骤为：

2.根据权利要求1中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤一中，构建点云数据处理模型具体方法为：

3.根据权利要求2中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：自适应调节检测范围的具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤1.1.1中，在CloudCompare软件中完成焊道表面点云数据的提取，同时根据增材过程的工艺参数以及焊枪轨迹确定...

【技术特征摘要】

1.一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：具体步骤为：

2.根据权利要求1中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤一中，构建点云数据处理模型具体方法为：

3.根据权利要求2中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：自适应调节检测范围的具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤1.1.1中，在cloudcompare软件中完成焊道表面点云数据的提取，同时根据增材过程的工艺参数以及焊枪轨迹确定每一处点云的焊道方向l0。

5.根据权利要求3中所述一种基于点云数据处理的增材制造焊道表面缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤1.1.2中，已知焊道表面有一处位置待检测，以待检测位置点云为圆心，初始检测半径定义为r0，提取检测半径内的所有点云并计算这部分点云的的拟合平面α0以及拟合平面α0的法向量f0；以增材制造工作台平面为x-y平面，竖直方向为z轴创建基坐标系；以待检测位置为中心，创建长为6r0，宽为2r0的长方形s0，并将长方形s0的法向量与长边方向分别与法向量f0和焊道方向l0对齐；计算并提取在焊道表面点云中，沿长方形s0的法向量方向投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庭煜，恽志涛，倪中华，徐陈，田智彦，尚修齐，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：