[发明专利]一种非平整面高精度激光增材成形方法

权利要求书

1.一种非平整面高精度激光增材成形方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

采用电弧热源按照计算机模拟的三维模型进行增材成型；

激光位移传感器分别与控制器、机器人焊接系统相连，并通过丝杆带动来回扫描；

驱动激光位移传感器扫描增材成型件的表面轮廓，通过传感器的测量值之间的偏差，计算出工件表面平整度Ra；

将得到的平整度输入到已模型化的控制器中，控制器根据预先输入的理想化数据重建零件表面模型，并与原始工件的表面平整度Ra₀比较，得出前后两表面不同区域之间的差值Δ=Ra- Ra₀，并将差值作为零件表面各个区域的修复参数，并进行如下操作：

激光器进入准备模式，准备进行激光修复；控制器将工件表面各个区域的修复参数自动反馈给机器人控制柜，从而使机器人控制柜驱动焊接系统，根据平整度差值分布，在工件表面的不同区域施加与修复参数对应的不同能量、频率的激光热源；

修复结束后，再次驱动激光位移传感器扫描表面轮廓，确定修补后的工件是否符合实际要求的平整度标准，若不达标，则进行再次修补，直到修补达标为止；

所述根据平整度差值分布，在工件表面的不同区域施加与修复参数对应的不同能量、频率的激光热源，具体操作如下：由于激光焊接中存在激光能量密度阈值为105W/cm²，所以当反馈平整度差值超过1mm时，设置焊接系统中的激光功率大于此阈值，达到较大熔深，且焊接速度较快；当反馈平整度差值低于1mm时，设置焊接系统中的激光功率小于此阈值，熔深较小，焊接速度慢，即达到合理修补的目的；

所述的计算出工件表面平整度通过如下步骤实现：激光位移传感器内半导体激光发射源发出一束平行激光，平行激光束射在工件表面上，经反射后的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，利用三角测量法获得精确的表面平整度数据。

2.根据权利要求1所述的非平整面高精度激光增材成形方法，其特征在于，所述控制器采用抗干扰能力强、工作稳定可靠、连续工作时间长的工业控制计算机，改良过的控制器中存在大量输入的平整度参数以及对应的零件模型，这些数据都是根据所需增材成型件的精度要求合理设计的；并且利用工业控制计算机中的建模功能重建合理化模型。

3.根据权利要求1所述的非平整面高精度激光增材成形方法，其特征在于：所述确定修补后的工件是否符合实际要求的平整度标准：修补后的工件表面平整度标准Ra0.05mm。

4.根据权利要求1所述的非平整面高精度激光增材成形方法，其特征在于：控制器根据预先输入的理想化数据具体为增材件尺寸数据：长度，高度，宽度，精度。