[发明专利]一种自动调整熔覆头与待加工基面垂直方法及设备

说明书

本发明公开了一种自动调整熔覆头与待加工基面垂直方法及设备，属于激光熔覆技术领域，其中方法包括：获取待加工基面的图像；对图像进行处理，得到目标区域图像；确定目标区域图像的熔覆头坐标；对目标区域图像进行处理，得到目标圆环；确定目标圆环的中心坐标；确定熔覆头坐标与中心坐标的位置距离；基于位置距离控制所述熔覆头与所述待加工基面垂直。可以解决如果待加工基面是空间倾斜表面，该表面的倾角、方位均未知或不精确，这时人工调整机器人或其他运动机构，使熔覆头倾斜并与该表面垂直的操作会十分繁琐，存在难以实现完全垂直的问题。

技术领域

本申请属于激光熔覆技术领域，具体涉及一种自动调整熔覆头与待加工基面垂直方法及设备。

背景技术

在激光熔覆过程中，熔覆头中轴线与待加工基面的角度在垂直状态时，熔覆效果最佳。如果熔覆头中轴线与基面倾角偏斜，偏斜角较小时将影响熔覆质量，导致粉末利用率低、熔覆单道不对称；如果偏斜角较大将导致无法形成单道，熔覆失败。基于此，在激光熔覆之前，需要调整熔覆头与待加工基面垂直。

传统的调整熔覆头与待加工基面垂直方法包括：采用在熔覆头上平放气泡/数字水平仪，通过人工目测后不断手动交替调整熔覆头在机器人基座标系中的x向和y向的倾角来实现熔覆头与待加工基面垂直。

然而，上述方法仅适用于水平待加工基面，如果待加工基面是空间倾斜表面，该表面的倾角、方位均未知或不精确，这时人工调整机器人或其他运动机构，使熔覆头倾斜并与该表面垂直的操作会十分繁琐，存在难以实现完全垂直的问题。

发明内容

本申请提供了一种自动调整熔覆头与待加工基面垂直方法及设备，可以解决如果待加工基面是空间倾斜表面，该表面的倾角、方位均未知或不精确，这时人工调整机器人或其他运动机构，使熔覆头倾斜并与该表面垂直的操作会十分繁琐，存在难以实现完全垂直的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种自动调整熔覆头与待加工基面垂直方法，包括：获取所述待加工基面的图像；对所述图像进行处理，得到目标区域图像；确定所述目标区域图像的熔覆头坐标；所述熔覆头坐标为动态坐标，基于所述熔覆头的运动而改变；对所述目标区域图像进行处理，得到目标圆环；确定所述目标圆环的中心坐标；确定所述熔覆头坐标与所述中心坐标的位置距离；基于所述位置距离控制所述熔覆头与所述待加工基面垂直。

可选地，所述基于所述位置距离控制所述熔覆头与所述待加工基面垂直，包括：在所述位置距离大于0的情况下，控制所述熔覆头在指定方向上基于预设旋转步长进行持续旋转；其中，所述指定方向包括第一方向和第二方向；所述预设旋转步长包括所述第一方向上的预设旋转步长和所述第二方向上的预设旋转步长；记录所述熔覆头进行持续旋转的过程中的位置距离变化数据，得到变化数据组；基于所述变化数据组确定最佳旋转方向；基于所述最佳旋转方向，控制所述熔覆头与所述待加工基面垂直。

可选地，所述基于所述最佳旋转方向，控制所述熔覆头与所述待加工基面垂直，包括：控制所述熔覆头基于所述最佳旋转方向和所述预设旋转步长进行旋转；记录旋转过程中的所述熔覆头坐标与所述中心坐标的至少一个第一当前位置距离；在所述第一当前位置距离等于0的情况下，确定所述熔覆头与所述待加工基面垂直。

可选地，所述方法还包括：在无法确定出所述第一当前距离等于0的情况下，控制所述熔覆头向所述中心坐标方向，基于预设直线步长作直线运动；记录直线运动过程中的所述熔覆头坐标与所述第二中心坐标的至少一个第二当前位置距离；在所述第二当前位置距离等于0的情况下，确定所述熔覆头与所述待加工基面垂直。

可选地，所述变化数据组包括至少一个方向上的位置距离数据组和所述位置距离数据组对应的梯度变化数据；所述梯度变化数据用于指示所述位置距离数据组的变化率。

可选地，所述对所述图像进行处理，得到目标区域图像，包括：确定所述图像中的感兴趣区域；基于所述感兴趣区域对所述图像进行裁剪，得到目标区域图像。