基于3+2轴加工平台激光熔覆的路径生成优化*

李聪聪 郝敬宾 陈 鑫 冀寒松

(中国矿业大学机电工程学院，江苏 徐州 221116)

基于3+2轴加工平台激光熔覆的路径生成优化*

李聪聪 郝敬宾 陈 鑫 冀寒松

(中国矿业大学机电工程学院，江苏 徐州 221116)

针对自由曲面零件激光熔覆中路径生成的问题，基于3+2轴的加工平台，借鉴于数控加工中的曲面划分以及刀路生成的方法，通过转化和改善得到了一种生成激光熔覆路径的优化方法。在曲面重建的基础上，首先将自由曲面进行粗分，根据高斯曲率和平均曲率提取自由曲面的局部特征；然后利用两种模糊聚类法将曲面划分成不同的面片，求出其中心点和法向量；在得到的中心点的基础上使用Voronoi图，以确定面片之间的边界；最后在每个面片内生成各自的激光加工路径。利用软件对整个过程做了仿真分析验证，结果表明了这个研究为激光路径规划提供了一个有效的方法，能够在不动用5轴加工的情况下，得到较好的表面质量。

激光熔覆；曲面划分；路径生成；模糊聚类法；3+2轴

激光熔覆技术是利用高能激光束为热源，以预置或同步供给方式在基材表面上添加金属粉末，使之具有优异的耐蚀及耐热等特性的表面改性技术。激光熔覆在汽车制造，航空航天，模具等制造领域具有及广阔的应用前景和使用价值。以激光熔覆为修复平台的激光再制造技术，已成为高精度再修复制造重大装备关键零部件的有效手段[1-2]。对于激光熔覆来说，一般要完成以下几步工作：首先要将受损的部位去除一些材料，得到较为规整的区域；……