【摘要】：激光成形薄壁件時,會因為熔覆件表面凹凸不平或掛渣現(xiàn)象影響成形件的表面精度甚至后續(xù)成形無法完成,針對這種情況,基于"增材制造"和"減材加工"的思路,提出了激光復(fù)合精確成形的方法,利用激光熔覆、表面形貌測量和激光銑削相結(jié)合,實現(xiàn)了成形高度表面和側(cè)面精度的實時調(diào)控。其中,熔覆件表面三維宏觀形貌測量是激光復(fù)合成形新方法中承上啟下的重要環(huán)節(jié),在以往的研究中,大多注重表面測量結(jié)果的分析,并沒有使表面測量結(jié)果能被銑削加工直接利用,重點進行數(shù)據(jù)可視化軟件的自主開發(fā)設(shè)計和尺寸精度的閉環(huán)控制功能實現(xiàn)。首先,系統(tǒng)通過高速輪廓儀與二維運動平臺測量熔覆件表面形貌來采集數(shù)據(jù);然后通過MATLAB初處理,獲得表面高點和側(cè)面凸點的大概范圍;最后利用數(shù)據(jù)可視化處理軟件,處理熔覆件凸點和高點,得到尺寸大小與熔覆件相同且能直接被激光銑削軟件利用的圖片文件。試驗結(jié)果表明,處理得到的圖片尺寸大小與實物一致,通過預(yù)覽顯示精確度很高,能被激光銑削軟件直接利用;根據(jù)處理圖片,激光設(shè)備可有效銑削高點和凸點區(qū)域,精度可達(dá)5μm,減少了熔覆件表面和側(cè)面存在掛渣及層與層之間的臺階效應(yīng),完成熔覆件的三維精確銑削。
[Abstract]:In laser forming of thin-walled parts, the surface precision or even the subsequent forming can not be completed because the surface of cladding parts is uneven or slagging. In view of this situation, based on the idea of "material increasing manufacture" and "reducing material processing", The method of laser composite precise forming is proposed. The laser cladding, surface topography measurement and laser milling are combined to realize the real-time control of the surface and side accuracy of the forming height. Among them, the measurement of surface 3D macroscopic morphology of cladding parts is an important link in the new method of laser composite forming. In the past research, most of them pay attention to the analysis of surface measurement results. The surface measurement results can not be directly used in milling. The data visualization software is developed and designed independently and the closed-loop control function of dimension precision is realized. Firstly, the system collects data by measuring the surface morphology of cladding by high-speed profilometer and two-dimensional motion platform; then, through MATLAB initial processing, the approximate range of surface high point and side convex point is obtained; finally, the data visualization processing software is used. By processing the bumps and the high points of the cladding parts, the size of the cladding parts is the same as that of the cladding parts and can be directly used by the laser milling software. The experimental results show that the size of the processed image is the same as that of the object, and the precision of the preview display is very high and can be used directly by the laser milling software. According to the processing of the picture, the laser equipment can effectively milling the high point and convex spot area. The precision is up to 5 渭 m, which reduces the effect of slag hanging on the surface and side of the cladding and the step effect between the layers, and completes the 3D precise milling of the cladding.
【作者單位】： 蘇州大學(xué)機電工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(項目編號:51205266) 江蘇省自然科學(xué)基金資助項目(項目編號:BK20151194) 江蘇省精密與微細(xì)制造技術(shù)重點實驗室開放基金資助項目
【分類號】：TG665

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 郭俊鋒;劉鵬;焦國華;魯遠(yuǎn)甫;呂建成;;三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡的雙目光學(xué)系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2014年09期

2 王穎;張瑞;;管道內(nèi)表面圓結(jié)構(gòu)光視覺三維測量系統(tǒng)[J];紅外與激光工程;2014年03期

3 黃強先;余夫領(lǐng);宮二敏;王晨晨;費業(yè)泰;;零阿貝誤差的納米三坐標(biāo)測量機工作臺及誤差分析[J];光學(xué)精密工程;2013年03期

4 鐘敏霖;劉文今;;國際激光材料加工研究的主導(dǎo)領(lǐng)域與熱點[J];中國激光;2008年11期

5 張海鷗;蔣疆;王桂蘭;;金屬零件直接快速制造技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2008年07期

6 楊中東;雷玉堂;;單CCD攝像機的一種三維自動測量系統(tǒng)[J];光電工程;2007年03期

7 黃誠駒,齊榮;基于ATOS測量系統(tǒng)原型曲面快速數(shù)字測量及處理[J];機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2004年05期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉衛(wèi)兵;杜秋;湯攀飛;楊桂林;王明娣;;激光復(fù)合成形零件尺寸精度控制的實驗研究[J];應(yīng)用激光;2017年01期

2 劉先名;陳泓宇;馬天悅;蘇新建;王中開;;基于雙目視覺原理的微型內(nèi)窺鏡開發(fā)[J];工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新;2016年06期

3 申屹豪;張軻;翟偉;陳煜;;激光快速成型薄壁墻堆積工藝調(diào)控[J];熱加工工藝;2016年24期

4 湯一平;魯少輝;吳挺;韓國棟;;基于主動式全景視覺的管道形貌缺陷檢測系統(tǒng)[J];紅外與激光工程;2016年11期

5 樊超楠;劉巍;劉陽;王靈麗;賈振元;;激光輔助的大型回轉(zhuǎn)類零件直徑實時測量方法[J];紅外與激光工程;2016年11期

6 趙曉萌;;微納米三坐標(biāo)測量機探頭等效直徑測量[J];山東工業(yè)技術(shù);2016年22期

7 王浩然;邱長軍;;鋯合金表面技術(shù)的研究進展[J];世界有色金屬;2016年18期

8 楊立軍;孔憲俊;王揚;丁燁;張宏志;遲關(guān)心;;激光微孔加工技術(shù)及應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2016年19期

9 賈帥;傅戈雁;石世宏;周亮;;激光機器人光內(nèi)送粉異形實體成形研究[J];激光技術(shù);2016年05期

10 杜秋;杭小琳;王明娣;孫立寧;;激光銑削對鐵基粉末激光熔覆層的顯微組織影響[J];熱加工工藝;2016年18期

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 全燕鳴;黎淑梅;麥青群;;基于雙目視覺的工件尺寸在機三維測量[J];光學(xué)精密工程;2013年04期

2 趙士磊;曲興華;邢書劍;劉柏靈;;激光非接觸式大尺寸內(nèi)徑自動測量系統(tǒng)[J];紅外與激光工程;2012年08期

3 王立成;黃信達(dá);丁漢;;原位檢測系統(tǒng)中觸發(fā)式測頭的誤差分析與補償[J];中國機械工程;2012年15期

4 張玲玲;曲澤超;;蛇形機器人的機構(gòu)設(shè)計及運動分析[J];機電工程;2012年05期

5 馮大偉;姜會林;張光偉;;基于雙目立體視覺的醫(yī)用三維電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

6 李少偉;王晴;黃桂平;;一種具有雙目立體量測功能工業(yè)內(nèi)窺鏡的設(shè)計與系統(tǒng)集成[J];測繪工程;2012年01期

7 Henny Spaan;Ivo Widdershoven;Rilpho Donker;;“Isara400”超精密坐標(biāo)測量機的設(shè)計與標(biāo)定(英文)[J];光學(xué)精密工程;2011年09期

8 程方;費業(yè)泰;;納米三坐標(biāo)測量機接觸式測頭觸發(fā)控制[J];光學(xué)精密工程;2010年12期

9 唐鶯;潘孟春;羅飛路;陳棣湘;;管道腐蝕檢測中的脈沖漏磁檢測技術(shù)[J];計算機測量與控制;2010年01期

10 楊東林;盧棟;馮大偉;;基于圖像處理的三維工業(yè)內(nèi)窺鏡研究[J];儀器儀表學(xué)報;2009年06期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 隋振,劉純國,崔相吉,李明哲,劉偉;分段多點成形進給裝置的研制[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2003年01期

2 宋雪松;蔡中義;李明哲;;多點成形中彈性墊變形及其對成形結(jié)果影響的數(shù)值分析[J];塑性工程學(xué)報;2006年02期

3 馮秀玲;玻璃瓶成形理論的研究[J];玻璃與搪瓷;1979年02期

4 Ekkehard K銉rner ,Richard Kn銉dler;半加熱強壓成形技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];機電信息;1997年02期

5 胡亞民;王昶;;以過程形態(tài)學(xué)的觀點研究材料成形技術(shù)[J];金屬成形工藝;2000年04期

6 楊建鳴;馮秀娟;;多點成形中抑制壓痕的數(shù)值模擬[J];機床與液壓;2010年22期

7 蔡中義;李明哲;蘭英武;胡志清;;三維曲面零件連續(xù)成形的形狀控制[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2011年04期

8 肖小亭,章爭榮,孫友松,劉易凡,陳綺麗,羅天友;電鐓成形中產(chǎn)品缺陷原因分析與質(zhì)量控制策略[J];熱加工工藝;2001年01期

9 趙丹陽,王敏杰,宋滿倉,劉瑩;面向MEMS的微型擠出成形技術(shù)[J];電加工與模具;2004年02期

10 楊洪濤;;熱鐓機成形輸出法蘭技術(shù)研究[J];機械工人;2005年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 胡桅林;陳澤敬;;玻璃熔制和成形過程的模擬[A];面向21世紀(jì)的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

2 李奎;;分析熱推彎管成形過程的實驗解析法[A];“加入WTO和科學(xué)技術(shù)與吉林經(jīng)濟發(fā)展——機遇·挑戰(zhàn)·責(zé)任”吉林省第二屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2002年

3 李濤;方敏;張治民;施飛;;摩擦對彈體溫擠成形的影響[A];第八屆全國塑性加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

4 姚納新;;焊接式后橋橋殼片成形存在的幾個問題及解決方法探討[A];第八屆全國塑性加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

5 薛克敏;李萍;弭光寶;許春停;;扭壓成形過程的有限元初步分析[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

6 張凱鋒;;三維板殼成形過程的粘塑性殼有限元分析[A];中國機械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

7 張以忱;黃英;姜翠寧;;可降解紙餐器具真空吸濾成形過程研究[A];新世紀(jì) 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

8 賀峻;康永林;任學(xué)平;辛平;;陶瓷粉末CIP成形過程的有限元模擬[A];第八屆全國塑性加工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

9 杜繼濤;;連續(xù)變截面復(fù)合板制備集成建模及其成形關(guān)鍵[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年

10 陳繼民;陽建華;張率;左鐵釧;;激光微區(qū)燒結(jié)微成形技術(shù)研究[A];2005年中國機械工程學(xué)會年會第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議專輯[C];2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 裴永生;薄板多點成形過程有限元分析的研究[D];吉林大學(xué);2004年

2 譚富星;帶孔網(wǎng)板多點成形過程數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2009年

3 吳圣川;復(fù)雜件等離子熔積成形過程有限元及無網(wǎng)格法模擬[D];華中科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 莊水;螺紋鉚釘鉚接成形過程仿真分析[D];西南交通大學(xué);2015年

2 溫馨;基于響應(yīng)面法數(shù)值試驗的小半徑彎管成形研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 王興良;鈦合金激光沉積成形過程熱行為的研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2011年

4 孫立強;摩擦疊焊單元成形過程研究[D];北京化工大學(xué);2013年

5 李雪;薄板多點成形過程的數(shù)值模擬及成形性分析[D];吉林大學(xué);2004年

6 鄺衛(wèi)華;氣門電鐓成形過程的數(shù)值模擬與實驗研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2002年

7 李嘯;等離子熔積成形金屬零件數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2011年

8 湯建明;基于ANSYS/LS-DYNA進行EFP成形及切割仿真研究[D];南京理工大學(xué);2006年

9 張文城;沖壓連接的成形過程及其結(jié)合強度的分析[D];重慶大學(xué);2012年

10 李超;材料成形過程中的類等勢場模擬法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

，

本文編號：2175476