[发明专利]复杂曲面零件缺陷修复方法

说明书

本申请提供一种复杂曲面零件缺陷修复方法，所述方法包括如下步骤：S1：确定目标零件的缺陷部位的三维模型；S2：根据所述三维模型生成6自由度关节式机器人的喷头轨迹；S3：根据所述喷头轨迹生成6自由度关节式机器人的移动轨迹；S4：根据移动轨迹完成当前层熔覆；S5：判断当前层熔覆质量是否合格，若合格，则进入下一步，若不合格则修复问题后，进入下一步；S6：判断是否完成零件修复，若是，则退出，若否，进入步骤S2。本申请提供的复杂曲面零件缺陷修复方法，采用6轴机器人作为激光熔覆工具可以按照零件的曲面进行曲面的堆积，减少阶梯效应，提高修复零件的力学性能；该方法，改善了复杂曲面破损零件修复精密，保证了修复精度和修复质量。

技术领域

本发明涉及表面修复技术领域，尤其涉及一种复杂曲面零件缺陷修复方法。

背景技术

随着材料科学与装备制造业的发展，高性能材料和复杂薄壁结构件，如叶片、螺旋桨等，在金属零件中所占比重逐步增大。这类零部件普遍存在生产周期长、制造成本高等特点，在其出现损伤时，直接更换会大大增加零件成本，延长生产制造周期。因此，对高性能材料零件和复杂薄壁结构件进行损伤修复具有十分现实的意义。传统修复方法在解决此类零件的修复问题时，技术上存在着许多难点，其中，以堆焊与氩弧焊为代表的热加工在修复过程中会产生大量热量，产生的热应力容易造成修复后零件发生变形或产生裂纹，影响零件的尺寸精度和正常使用；而冷加工，如电刷镀、化学镀等，在修复时虽无热影响，但覆层与基体结合强度差，且成形厚度有限，难以达到修复的目的。为克服传统修复技术的应用局限，激光作为一种强力、非接触、清洁的热源被引入到了再制造领域，并表现出了巨大的技术优势，它解决了许多传统修复方法解决不了的修复难题，为再制造技术提供了一种先进而卓有成效的技术手段。而采用机器人作为激光熔覆工具的载体，比人工手持更加稳定可靠。而采用传统的3D打印机作为激光熔覆工具的载体，因其只有3个自由度，面对修复复杂曲面零件时，只能进行传统的平面堆积修复，修复的零件阶梯效应明显，而且很多狭窄角落不行进行有效修复，使零件不能达到使用要求。

因此，亟需一种新的复杂曲面零件缺陷修复方法以克服现有技术的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种复杂曲面零件缺陷修复方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1：确定目标零件的缺陷部位的三维模型；

S2：根据所述三维模型生成6自由度关节式机器人的喷头轨迹；

S3：根据所述喷头轨迹生成6自由度关节式机器人的移动轨迹；

S4：根据移动轨迹完成当前层熔覆；

S5：判断当前层熔覆质量是否合格，若合格，则进入下一步，若不合格则修复问题后，进入下一步；

S6：判断是否完成零件修复，若是，则退出，若否，进入步骤S4。

进一步，所述方法还包括利用视觉系统对所述移动轨迹进行微调并根据微调后的移动轨迹完成当前层熔覆。

进一步，所述步骤S1包括：

S11：对目标零件进行预处理；

S12：采用3D扫描仪对经过预处理的目标零件进行扫描得到目标零件的三维模型，然后通过和零件的原设计模型对比，得到零件损伤部位的.STL模型。

进一步，所述步骤S2包括：

S21：从STL文件中提取顶点、面和三角形面片单位法向量的信息，并分别存储在集合V、F和N中：