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激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划

黄勇,  孙文磊,  陈影

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黄勇, 孙文磊, 陈影. 激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(5): 506005-0506005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
引用本文: 黄勇, 孙文磊, 陈影. 激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(5): 506005-0506005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
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Huang Yong, Sun Wenlei, Chen Ying. Trajectory planning of laser cladding remanufacturing for complex shaft shaped part[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(5): 506005-0506005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
Citation: Huang Yong, Sun Wenlei, Chen Ying. Trajectory planning of laser cladding remanufacturing for complex shaft shaped part[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(5): 506005-0506005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
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激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划

doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
  • 1.

    新疆大学 机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047

  • 2.

    新疆工程学院 机械工程系,新疆 乌鲁木齐 830091

基金项目: 

新疆维吾尔自治区高技术研究发展项目（201513102）

详细信息
    作者简介:

    黄勇(1980-),男,讲师,博士,主要从事激光熔覆、再制造方面的研究。Email:lishi182@163.com

    通讯作者: 孙文磊(1962-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事 CAD/CAM、制造业信息化技术方面的研究。Email:sunwenxj@163.com

  • 中图分类号: TN249

Trajectory planning of laser cladding remanufacturing for complex shaft shaped part

  • 1.

    School of Mechanical Engineering,Xinjiang University,Urumqi 830047,China;

  • 2.

    Department of Mechanical Engineering,Xinjiang Institute of Engineering,Urumqi 830091,China

  • 摘要: 对于复杂轴类零件的激光熔覆再制造，实现轨迹规划及自动编程较为困难。针对这种情况，结合逆向工程与轴类零件再制造的特点，完成了基于非均匀有理B样条（NURBS）曲线的复杂轴类零件表面逆向。提出了面向激光熔覆再制造的NURBS曲线等弧长插补方法并设计了一种基于Romberg求积公式的牛顿迭代数值算法。开发了6自由度关节机器人的轨迹规划及辅助编程程序。对实验零件熔覆层金相组织、厚度、显微硬度进行了测试和分析。结果表明，熔覆层与基体形成冶金结合；熔覆层厚度均匀，在光束最大倾斜至水平夹角42时，熔覆层厚度比最厚处减少0。034 mm；显微硬度明显高于基材。证明了这是一种可靠的激光熔覆再制造方法。
    Abstract: It is difficult to achieve trajectory planning and automatic programming for the remanufacturing of complex shaft shaped part. Aiming at this case, reverse measurement was completed based on non uniform rational B-spline (NURBS) curve for surface of part. A constant arc increment interpolation method was presented for laser cladding remanufacturing and the Newton iteration algorithm based on Romberg integral method was proposed and designed. A program based on 6 DOF robot was developed for trajectory planning and computer aided programming. The morphology, microstructure, thickness and micro-hardness of layer were tested and analyzed. It is observed that, the cladding layer and substrate have a good metallurgical bond, layer thickness is uniform, when the max laser beam tilt angle from the horizontal is 42, cladding thickness decreases 0.034 mm compared with maximum thickness, the micro-hardness is significantly higher than the substrate. Experimental results show the effectiveness of the method proposed.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-09-01
  • 修回日期:  2016-10-01
  • 刊出日期:  2017-05-25

激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划

doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
  • 1. 新疆大学 机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047
  • 2. 新疆工程学院 机械工程系,新疆 乌鲁木齐 830091
    • 作者简介:

    黄勇(1980-),男,讲师,博士,主要从事激光熔覆、再制造方面的研究。Email:lishi182@163.com

    通讯作者: 孙文磊(1962-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事 CAD/CAM、制造业信息化技术方面的研究。Email:sunwenxj@163.com
  • 收稿日期: 2016-09-01
  • 修回日期: 2016-10-01
  • 刊出日期: 2017-05-25
基金项目:

新疆维吾尔自治区高技术研究发展项目（201513102）

  • 中图分类号: TN249

摘要: 对于复杂轴类零件的激光熔覆再制造，实现轨迹规划及自动编程较为困难。针对这种情况，结合逆向工程与轴类零件再制造的特点，完成了基于非均匀有理B样条（NURBS）曲线的复杂轴类零件表面逆向。提出了面向激光熔覆再制造的NURBS曲线等弧长插补方法并设计了一种基于Romberg求积公式的牛顿迭代数值算法。开发了6自由度关节机器人的轨迹规划及辅助编程程序。对实验零件熔覆层金相组织、厚度、显微硬度进行了测试和分析。结果表明，熔覆层与基体形成冶金结合；熔覆层厚度均匀，在光束最大倾斜至水平夹角42时，熔覆层厚度比最厚处减少0。034 mm；显微硬度明显高于基材。证明了这是一种可靠的激光熔覆再制造方法。

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