[发明专利]直升机导向器凸耳曲面涂水控制方法与系统

说明书

本发明公开了直升机导向器凸耳曲面涂水控制方法与系统，包括获取三维数据文件，对三维数据进行处理得到涂水路径集合，利用涂水路径集合控制机械臂进行涂水，控制涂水控制臂进行激光冲击强化涂水。本发明简化了涂水路径的计算，简化后的涂水路径能提高激光冲击强化的效率。

技术领域

本发明涉及激光冲击涂水技术领域，具体涉及直升机导向器凸耳曲面涂水控制方法与系统。

背景技术

激光冲击强化已经应用在航空航天与国防军工领域，随着该技术的不断成熟，激光冲击强化技术在船舶制造业、核工业、石油化工行业、生物医疗、轨道交通、电网电力等领域展示出了巨大的的技术优势，拥有着巨大的应用前景和商业价值。

相比低塑性滚光和滚压等表面强化技术，激光冲击强化能处理狭小的零件部位，对金属材料表面基本无影响，相比传统机械喷丸强化更好性能，操控性和适应性比。激光冲击强化技术使材料表层晶粒细化甚至纳米晶，引起晶格畸变、位错、位错交织、位错墙、晶粒细化等微观织构变化，产生了平行于材料表面的拉应力，材料表面将形成一定深度的残余压应力层，从而大幅提高金属材料的性能比如疲劳寿命和耐腐蚀、抗磨损性能。

激光冲击强化使用峰值功率为GW(＞10⁹W/cm²)的纳秒脉冲激光透过透明约束层(一般采用材料有：流水、有机玻璃等)和吸收层(一般采用材料有铝箔、黑胶带、黑漆等)作用在需要处理的金属工件表面。吸收层吸收激光能量后迅速气化电离成等离子团，等离子团吸收能量后继续快速膨胀产生产生温度大于10⁷°C压强大于1 GPa的等离子体，表面吸收层上面的透明约束层限制了等离子体膨胀，使得等离子体膨胀后的冲击波向着工件方向传播。等离子体产生的冲击波压力远大于工件的屈服强度，在工件内部形成残余应力场，出现位错、孪晶等晶体结构，改善工件近表面的微观组织并在工件表面形成残余压应力，使得工件的性能得到提升。

在激光冲击强化时如果采用流水作为透明约束层，需要进行涂水步骤（喷射出水流到直升机导向器（工件）的表面生成水约束层），涂水轨迹跟随激光冲击的轨迹。

发明内容

本发明的目的在于提出直升机导向器凸耳曲面涂水控制方法与系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为实现上述技术目的，本发明技术方案如下：

直升机导向器凸耳曲面涂水控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，获取三维数据文件；

步骤2，对三维数据进行处理得到涂水路径集合；

步骤3，利用涂水路径集合控制机械臂进行涂水。

进一步地，步骤1中，获取三维数据文件的子步骤为：

利用三维立体扫描仪得到直升机导向器凸耳或直升机导向器的三维数据，所述三维数据构成三维数据文件。

进一步地，步骤2中，对三维数据进行处理得到涂水路径集合的子步骤为：

步骤2.1，通过NURBS建模对立体数据构建NURBS曲面；

步骤2.2，在需要激光冲击加强的区域从NURBS曲面获取控制点连线，一个控制点连线为一个涂水路径；

步骤2.3，所有控制点连线组成涂水路径集合。

优选地，立体数据进行处理得到涂水路径集合的子步骤还可以为：

步骤2.1，根据立体数据转化直升机导向器为参数曲面，对参数曲面进行曲面离散获得曲面块，所述曲面块集合为A={S1，S2，S3，……，Su}，u为曲面快的数量；

步骤2.2，获得顶点分割线；