[发明专利]复杂曲面零件缺陷修复方法

权利要求书

1.一种复杂曲面零件缺陷修复方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1：确定目标零件的缺陷部位的三维模型；

S2：根据所述三维模型生成6自由度关节式机器人的喷头轨迹；

S3：根据所述喷头轨迹生成6自由度关节式机器人的移动轨迹；

S4：根据移动轨迹完成当前层熔覆；

S5：判断当前层熔覆质量是否合格，若合格，则进入下一步，若不合格则修复问题后，进入下一步；

S6：判断是否完成零件修复，若是，则退出，若否，进入步骤S4；

所述步骤S1包括：

S11：对目标零件进行预处理；

S12：采用3D扫描仪对经过预处理的目标零件进行扫描得到目标零件的三维模型，然后通过和零件的原设计模型对比，得到零件损伤部位的文件扩展名为.STL的文件模型；

所述步骤S2包括：

S21：从STL文件中提取顶点、面和三角形面片单位法向量的信息，并分别存储在集合V、F和N中：

V＝{v₁,v₂,v₃,…,v_m}，v_m＝{v_mx,v_my,v_mz}，其中，V表示STL文件中所有顶点的集合，v_m代表点xyz信息的集合；

F＝{f₁,f₂,f₃,…,f_m}，f_m＝{v_m1,v_m2,v_m3}，其中，F表示STL文件中所有面的集合，f_m代表第m个面包含的顶点集合；

N＝{n₁,n₂,n₃,…,n_m}，其中，N表示STL文件中所有三角形面片单位法向量的集合；

S22：根据集合V中顶点V_w的x、y坐标的范围在XOY坐标系生成投影，然后根据投影生成投影参考平面区域，其中，w＝1,2,3…m表示正整数；

其中，投影参考平面区域中x、y范围如下所示：

min(x)-d≤x≤max(x)+d，min(y)-d≤y≤max(y)+d，其中，d表示一个使参考平面区域的大小大于投影部分的大小的正变量；

S23：在投影参考平面区域上，生成喷头移动的平面轨迹，并将轨迹点的数据记录到集合P_gridis中；

P_gridis＝{p₁,p₂,p₃,…,p_m}，其中，P_gridis表示投影参考平面区域轨迹中所有点的有序集合；

S24：从平面轨迹中识别STL模型的底面，其方法如下：

S241：将STL模型的法线系数k为负的法线存储到集合N中的子集合N_bottom中；

N_bottom＝{n_bottom1,n_bottom2,n_bottom3,…,n_bottomm}，其中，N_bottom表示STL模型文件中所有底面法线的集合；

S242：将集合N_bottom中的元素的顶点投影到参考平面区域上；

S243：将集合N_bottom中的元素投影到参考平面区域上的三角形内的轨迹点储存到集合P_in中；

P_in＝{p_j1,p_j2,p_j3,…,p_jm，j∈[1,m]}，其中，P_in表示参考平面区域三角形内的轨迹点，j表示三角形的序号；

S25：确定参考平面区域轨迹点在STL模型底面对应的三维空间轨迹点：

S251：构建STL模型三角面片的顶点生成平面模型，所述平面模型表达式为：Ax+By+Cz+D＝0，其中，A表示x的系数，B表示y的系数变量，C表示z的系数变量，D表示常数，x表示三角面片的顶点x坐标，y表示三角面片的顶点y坐标，z表示三角面片的顶点z坐标；

S252：将集合P_in中第m个三角面片对应三角形中的轨迹点的x,y坐标值代入对应平面模型中得到对应的z轴坐标，得到的参考平面区域轨迹点在STL模型底面的对应三维空间轨迹点；

S26：将得到三维空间轨迹点坐标和它对应STL模型三角面片的单位法向信息储存到集合P_{in；projected}中；

P_{in；projected}＝{v₁,v₂,v₃,…,v_m；n₁,n₂,n₃,…,n_m}，其中，v_m表示三维空间轨迹点，n_m代表轨迹点的法向信息；

S27：将得到的空间轨迹点生成连续的喷头移动轨迹；

S28：根据喷头直径提高z轴高度，将w+1的值赋值给原w，其中，w表示正整数自然数，判断w是否大于集合V的元素个数，若是，则退出，若否，则进入步骤S22。