[发明专利]一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法

权利要求书

1.一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S1对于激光选区熔化成形中的单个待成形切片层，将该待成形切片层内划分为多个区域，选取初始成形区域；

S2对于下一个待成形区域的确定，按照下列方式进行：对于当前所有未成形区域，测量每个未成形区域的温度以及与上一个已经成形区域之间的距离，以此获得每个未成形区域的温度特征和距离值，利用该每个未成形区域的温度特征值和距离值构建温度均匀因子的关系式，并以此计算每个未成形区域的温度均匀因子，根据计算获得的温度均匀因子，选取该温度均匀因子值最小的区域作为局部最优解，即当前最适宜打印区域，该当前最适宜打印区域作为下一个待成形区域并调用激光扫描模块加工成形；

所述温度均匀因子的关系式按照下列进行：

其中，U是温度均匀因子，是未成形区域内温度均值，a₁、a₂和a₃均是权值，σ是未成形区域内的温度方差，d是未成形区域与上一个已经成形区域的距离，x和y分别是未成形区域内中心点的横坐标和纵坐标，x_pre和y_pre分别是上一个已经成形区域中心点的横坐标和纵坐标，i是当前未成形区域温度测量点的编号，n是当前未成形区域内温度测量点的总数量；

S3重复步骤S2，直至完成单个待成形切片层内所有区域的成型，进而实现成型路径的实时规划。

2.如权利要求1所述的一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法，其特征在于，在步骤S1中，所述初始成形区域优选为所有区域中温度最低的区域。

3.如权利要求1所述的一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法，其特征在于，在步骤S2中，所述测量每个未成形区域的温度时是通过采集未成形区域内多个温度测量点的温度，然后利用每个温度测量点的温度计算计算温度均值和温度方差，该温度方差和温度均值即为未成形区域的温度特征值。

4.如权利要求3所述的一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法，其特征在于，所述x、y、x_pre和y_pre均是在成形设备坐标系中的坐标。

5.如权利要求1所述的一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法，其特征在于，所述x、y、x_pre和y_pre按照下列方式获得：

首先，采用相机拍摄待成形切片层，以此获得在图像坐标系中每个区域中心点的图像坐标；然后，对成形设备进行标定，以此获得成形设备与图像坐标系之间的转换关系；最后，利用该转换关系，将每个区域中心点的图像坐标转换为在成形设备坐标系中的坐标。

6.如权利要求1所述的一种基于温度均匀性的激光选区熔化实时路径规划方法，其特征在于，所述a₁的取值范围为10～100，a₂的取值范围为0.5～1，a₃的取值范围为-0.5～-1。