一种非平整面高精度激光增材成形方法与流程

技术特征：

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，计算出工件表面精度Ra；

将得到的精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精度Ra₀比较，得出前后两表面不同区域之间的差值，并将差值作为零件表面各个区域的修复参数Δ＝Ra₁-Ra₀，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达标，即跟预设的合理化精度是否一致，若不达标，则进行再次修补，直到修补达标为止。

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，所述的计算出工件表面精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地表面平整度数据。

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，所述激光机器人控制柜改良后存在大量与不同平整度数据差值对应的修补激光增材参数，参数包括：激光功率，焊接速度，保护气体流量。

5.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：所述依据平整度差值分布，在工件表面的不同区域施加与修复参数Δ1、Δ2、Δ3…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Δ1、Δ2、Δ3…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。

6.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达标的依据为：修补后的工件表面精度Ra<0.05mm。

7.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。