[发明专利]一种等搭接率激光熔覆路径的规划方法和系统

说明书

本发明涉及一种等搭接率激光熔覆路径的规划方法和系统，通过采用Delaunay三角化算法三角化点云数据；根据三角化后的点云数据确定第一条熔覆路径；在第一条熔覆路径中确定弦长相距设定距离的加工点，以生成第一加工点集；在垂直熔覆方向的轮廓上，获取距第一加工点集中加工点的弦长为设定值的点，以生成第二路径点集；采用多项式拟合函数根据第二路径点集生成第二条熔覆路径等方式，重复上述步骤完成零件表面熔覆路径的规划。本发明提供的等搭接率激光熔覆路径的规划方法和系统，通过三角化稀疏点云的方式，规划熔覆路径不受点云稀疏性的影响，从而降低路径的拟合误差，进而提高熔覆效果。

技术领域

本发明涉及熔覆路径规划领域，特别是涉及一种等搭接率激光熔覆路径的规划方法和系统。

背景技术

自由曲面的激光熔覆强化目前得到了广泛的研究，针对任意形状的自由曲面激光熔覆，若事先没有曲面的三维图，通过点云采集设备采集曲面的点云数据，然后根据点云数据进行路径规划是一种有效的方法。

现有技术中公开了一种熔覆路径的规划方法，其通过采集零件表面点云后，选取通过某一截面上的数据点，采用多项式拟合法拟合这些点作为第一条熔覆路径，并在路径上根据等距离步长法确定路径点点集Ω_s1＝{p₁,p₂…p_n}。在每一个经过路径点且垂直熔覆方向上的轮廓上，寻找距离路径点弦长为(1-η)×d的点组成点集Ω_s2＝{p₁,p₂…p_m}，其中η为熔道搭接率，d为熔道宽度。用多项式拟合法拟合Ω_s2中的点作为后一条熔覆路径。重复上述步骤直到路径遍历曲面(请具体参见文献：自由曲面等搭接率算法及激光熔覆工艺实现[J/OL].苏昊，石拓，石世宏，傅戈雁.)。

上述等搭接率路径规划方法应用于稀疏点云进行路径规划时，稀疏点云由于数量少且点与点之间间距大，导致Ω_s2中的点过少，拟合路径的数据点不足，从而引起拟合的熔覆路径误差大，最终导致熔道间距不相等且熔覆效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对稀疏点云进行激光熔覆路径的规划方法和系统，通过三角化稀疏点云的方式，保证规划的熔覆路径不受点云稀疏性的影响，路径的拟合误差小，熔覆效果好。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种等搭接率激光熔覆路径的规划方法，包括：

获取零件表面的点云数据；

采用Delaunay三角化算法三角化所述点云数据；

根据三角化后的所述点云数据确定第一熔覆路径点集，拟合后作为第一熔覆路径；

在所述第一条熔覆路径中确定弦长相距设定距离的加工点，以生成第一加工点集；

在垂直熔覆方向的轮廓上，获取距所述第一加工点集中加工点的弦长为设定值的点，以生成第二路径点集；

采用多项式拟合函数根据所述第二路径点集生成第二条熔覆路径；所述第二条熔覆路径的两端均抵达所述点云数据投影面的边界上；

返回所述在所述第一条熔覆路径中确定弦长相距设定距离加工点，以生成第一加工点集的步骤，直至熔覆路径遍布整个所述零件表面。

优选的，所述在所述第一条熔覆路径中确定弦长相距设定距离加工点，以生成第一加工点集，具体为：

采用等距离步长法，在所述第一条熔覆路径中确定弦长相距设定距离加工点，以生成第一加工点集。

优选的，所述在垂直熔覆方向的轮廓上，获取距所述第一加工点集中加工点的弦长为设定值的点，以生成第二路径点集，具体包括：