[发明专利]一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法

权利要求书

1.一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，步骤如下：

S1：设置增材系统中焊道沿坐标轴X方向，搭接堆积沿Y方向，完成增材并冷却后，激光扫描机器人移至堆积面上方，使用激光对区域进行扫描，采集三维图像模型；

S2：将三维图像模型经点化处理后，导出所有点的三维坐标云数据；

S3：采用最小二乘法对步骤S2中所有点进行平面拟合，得到拟合平面方程为：

Z＝AX+BY+C，其中A、B、C均为常量；

S4：计算点到拟合平面的轮廓均方根偏差和轮廓偏斜度：

i)轮廓均方根偏差S_q：

其中η_ij为点到拟合平面的距离，m为X坐标轴方向单列的点的数量，n为Y坐标轴单行的点的数量，mn为平面上点的数量总和；

ii)轮廓偏斜度绝对值|S_sk|：

S5：将计算所得的S_q和|S_sk|数值与质量评定数值进行比较，其中S_q的评定值为0.2，|S_sk|为0.4；若S_q0.2且|S_sk|0.4，则表明表面成形优良，符合要求；若S_q0.2且|S_sk|0.4，则表明表面质量较差，不符合要求；若S_q0.2且|S_sk|0.4，则不符合要求；若S_q0.2且|S_sk|0.4，则不符合要求；

S6：根据步骤S5中的质量评定，若满足要求则任务完成；若不满足则表明搭接率有缺陷，进入判断缺陷程序：在步骤S1所采集三维模型中随机截取4个与Y-Z平面平行的平面，得到4组表面轮廓图及其点云数据，分别拟合出各最小二乘线方程ax+by+c＝0，计算各倾斜角度r＝-arctan(a/b)，其中，a、b、c均为常量，若4个拟合曲线倾斜角度的平均值则判定为搭接率太小；否则判定为搭接率太大；

S7：将步骤S6中判定的缺陷类型反馈至控制系统，若为搭接率D太小则自动增加0.01，若搭接率D太大则自动减小0.01；

S8：根据S7所调整的新搭接率进行重新增材堆积，再扫描评价，直至满足要求为止。

2.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，搭接率D为两相邻焊道中心间距与单焊道熔宽之比。

3.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，该方法实现机构具有增材系统包括机器人、电源、增材专用焊枪、保护气，激光扫描系统包括机器人、激光视觉传感器、数据处理软件组成，且增材系统和激光扫描系统均受控于同一控制系统且具有同一坐标系。

4.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，激光扫描机器人将在增材堆积表面凝固成形冷却后启动。

5.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，激光扫描机器人将自动选定排除起弧点、熄弧点区域。

6.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，平面拟合、S_q和|S_sk|的计算所用的数值处理软件均用matlab软件。

7.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，S6中截取三维模型的平面的长和宽将根据轮廓边缘点自动调整。

8.如权利要求1所述的一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法，其特征在于，该方法增材需堆积于全新基板表面上进行。