[发明专利]航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法及系统

说明书

本发明涉及激光熔覆路径规划领域，提供一种航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法及系统，包括：S1：获取叶片顶端截面的二值图像BW，对所述二值图像BW进行反转，获得反转后的二值图像BW0，提取所述反转后的二值图像BW0的骨架Frame；S2：通过轮廓偏置法对所述反转后的二值图像BW0和所述骨架Frame进行计算，获得初步的熔覆路径；S3：对所述初步的熔覆路径进行裁剪，获得裁剪后的熔覆路径；S4：对所述裁剪后的熔覆路径进行修补，获得修补后的熔覆路径；S5：通过等高弦法对所述修补后的熔覆路径进行计算，获得激光熔覆路径规划图。本发明路径熔覆时的温度梯度更小，因此熔覆后的残余应力和最大变形量要低于其他路径。

技术领域

本发明涉及激光熔覆路径规划领域，尤其涉及一种航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法及系统。

背景技术

目前的叶片顶端平面路径规划算法都相对简单，例如常见的螺旋扫描、平行扫描以及Z型扫描，这些算法无法保证熔覆路径是否均匀，是否存在路径交叉。而且，这些平面路径为了具备普遍适用性，没有考虑熔覆过程中是否存在较大的温度梯度，所以熔覆后常产生较大的残余应力以及变形量，从而产生新的裂纹。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法，包括：

S1：获取叶片顶端截面的二值图像BW，对所述二值图像BW进行反转，获得反转后的二值图像BW0，提取所述反转后的二值图像BW0的骨架Frame；

S2：通过轮廓偏置法对所述反转后的二值图像BW0和所述骨架Frame进行计算，获得初步的熔覆路径；

S3：对所述初步的熔覆路径进行裁剪，获得裁剪后的熔覆路径；

S4：对所述裁剪后的熔覆路径进行修补，获得修补后的熔覆路径；

S5：通过等高弦法对所述修补后的熔覆路径进行计算，获得激光熔覆路径规划图。

优选的：

所述二值图像BW中，黑色部分表示实体部分，白色部分表示非实体部分；

所述反转后的二值图像BW0中，黑色部分表示非实体部分，白色部分表示实体部分；

通过骨架提取算法对所述反转后的二值图像进行提取，获得反转后的骨架Frame。

优选的，步骤S2具体为：

S21：将所述反转后的二值图像BW0和所述骨架Frame放入计算矩阵的中央，所述计算矩阵的行列大小皆为二值图像BW的两倍；输入激光光斑半径R；

S22：将所述骨架Frame的宽度膨胀至R，获得膨胀后的骨架BW1；

S23：获取所述膨胀后的骨架BW1的边界集合B0，将所述边界集合B0储存到路径Path{}中作为各层路径；

S24：将所述边界集合B0中各边界的宽度膨胀至R，获得第二次膨胀后的骨架BW2，获取所述第二次膨胀后的骨架BW2的边界集合B1；

S25：填充所述反转后的二值图像BW0和所述第二次膨胀后的骨架BW2的黑色部分，获取填充后的BW0的白色部分和填充后的BW2的白色部分；

S26：若所述边界集合B1中的外边界不与所述反转后的二值图像BW0的外边界相交，且填充后的BW2的白色部分的面积大于填充后的BW0的白色部分，则将路径Path{}作为所述初步的熔覆路径，结束流程；

否则，将所述边界集合B1中各边界的宽度膨胀至R后作为新的边界集合B0，返回步骤S23。

优选的，步骤S3具体为：