[发明专利]一种定量修复增材件表面缺陷的方法

说明书

本发明公开了一种定量修复电弧增材件表面缺陷的方法。该方法为：获取待测零件表面三维坐标数据；网格划分；基准面拟合和表征参数值计算；计算各分区的参数值并分别以Sq、Sp、Sv的值为纵坐标，对应的网格区域编号为横坐标作折线图；根据折线图，确定缺陷所在具体位置和缺陷的长度、深度信息；将获取的信息发送到接收/调控器；接收/调控器接收到信息后，制定缺陷修复方案；增材修复设备执行接收/调控器提供的方案，对零件缺陷进行修复。本发明提供的方法可准确量化零件表面质量，包括缺陷尺寸、缺陷位置以及缺陷类型，并能根据这些缺陷特征提供相对应的修复模式，实现了缺陷量化和精准修复的功能。

技术领域

本发明属于电弧增材制造领域，具体涉及一种定量修复增材件表面缺陷的方法。

背景技术

电弧增材制造技术是一种利用电弧高温加热熔化金属丝材形成连续熔滴，以“滴成线，线成面”的方式，逐渐累积而进行零件成形一种技术。现阶段，常见的电弧增材热源有熔化极电弧、等离子电弧、非熔化极电弧。相比以电子束、激光为热源的增材制造技术，电弧增材具有熔敷效率高，设备简单，生产成本低等显著优势。现有的研究和实践表明电弧增材制造技术在大中型零件成形方面拥有巨大潜力。然而，限于累积成形这种制造方式自身的局限性，生产过程中不可避免地会产生阶梯效应。而电弧增材因其更高的堆覆速度，使得这种阶梯效应更加明显，制造出来的零件表面质量很差，不能满足一般工业生产的要求。因此，解决电弧增材零件表面质量差是实现大中型零件制造的一个关键问题。

从改进电弧增材表面质量关系流程“电弧增材→表面质量评定表面质量改进”看，一套评价准确、指标全面、过程简单、适应性强的表征零件表面质量的方法显得尤为重要。然而，目前关于零件表面质量的研究多集中于熔融沉积建模、层压对象制造以及基于激光选区制造不锈钢薄壁等领域，而对于改进电弧增材表面质量的研究并不多见。其次，现行的评价零件表面质量的研究大多数都是建立在理想假设或理想模型基础上展开的，相关的研究成果与实际应用联系不密切，没有形成系统的方式应用到实际生产中。此外，现有测量零件表面的手段有限，如触针法、干涉法。触针法多用于对周期性表面(如机加工零件表面)粗糙度的测量，对于随机性较大的表面则存在较大的误差，不能满足测量精度要求。

发明内容

本发明目的在于公开了一种定量修复增材件表面缺陷的方法，旨在解决电弧增材表面成形质量的问题。

实现本发明目的提供技术方案如下：

本发明公开的一种定量修复增材件表面缺陷的方法，实现了零件表面缺陷的量化和精准修复，具体包括以下步骤：

步骤一：获取待测零件表面三维坐标数据

(1)三维图像扫描设备扫描待测零件，获取零件表面三维立体图像；

(2)图像处理软件先修剪去平面的边沿和扫描过程中出现的杂点，再将修剪后的图像移动到系统世界坐标系XOY平面的特定位置，保证平面的两条邻边分别与X轴和Y轴重合；最后将修剪和移动过后的平面图像保存为“顶点文件”以此获取待测零件表面的三维坐标。

步骤二：网格划分

(1)将表面划分成若干6mm×6mm大小的网格区域(对于边缘位置不足6mm×6mm大小的网格按6mm×6mm)，并对每个网格区域进行编号。

步骤三：基准拟合和表征参数值计算

(1)最小二乘法拟合基准面；

(2)根据相应公式分别计算表面整体和分割后各网格区域的表征参数值

均方根偏差Sq

最大峰高Sp

最大谷深Sv