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题名复杂曲面激光熔覆再制造教学实验设计与实践
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作者
祖海英
丛怡冰
宋玉杰
叶卫东
赵海洋
李大奇
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机构
东北石油大学机械科学与工程学院
黑龙江省石油钻采装备再制造技术创新中心
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出处
《实验室研究与探索》
北大核心
2025年第7期193-198,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(52374383)
黑龙江省高等教育教学改革重点项目(SJGZB2024177)。
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文摘
为满足智能制造人才培养需求,设计了多学科融合的激光熔覆再制造教学实验项目。项目构建了“逆向建模-工艺优化-机器人熔覆”教学实验平台,并采用“理论—仿真—实操”3阶教学法,指导学生完成采油螺杆泵转子三维扫描建模、响应面法工艺参数优化以及等弓高误差路径规划及代码生成等实验。教学实践表明:该实验项目能实现复杂曲面的高质量修复,提升教学实验技术水平;同时显著增强了学生多学科技术整合与工程创新能力。形成的技术链与教学链深度融合方案,为智能制造人才培养提供了可复制的工程教育范式。
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关键词
教学实验设计
激光熔覆
复杂曲面
多学科交叉
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Keywords
teaching experiment design
laser cladding
complex surface
multidisciplinary integration
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分类号
G642
[文化科学—高等教育学]
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题名基于激光熔覆机器人的复杂曲面路径规划与实现
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作者
宋玉杰
吴意发
祖海英
陈文启
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机构
东北石油大学机械科学与工程学院
黑龙江省石油钻采装备再制造技术创新中心
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出处
《中国表面工程》
北大核心
2025年第4期335-346,共12页
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基金
国家自然科学基金(52374383)。
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文摘
目前激光熔覆技术可用于简单平面零件局部损伤表面的修复,但针对复杂曲面零件的激光熔覆修复还存在许多问题。为实现激光熔覆再制造技术在复杂曲面上的应用,结合逆向工程和机器人技术,开展复杂曲面激光熔覆路径的生成研究。基于逆向工程,以螺杆泵转子的螺旋曲面作为研究对象,利用等距平行平面组与试件表面求交得到熔覆路径,针对传统等弓高误差法在曲率变化较大场合的局限性,提出一种曲线离散方法离散熔覆路径,完成路径平滑过渡处理。通过机器人正逆运动学分析验证和运动链的解耦分析,完成激光熔覆机器人轨迹规划;在机器人离线编程软件PQart中搭建机器人激光熔覆仿真平台,进行仿真模拟。选取合适材料与工艺参数,开展复杂曲面机器人激光熔覆试验。结果表明:该方法下的激光熔覆加工路径与曲面轮廓的最大弓高误差在设定目标值范围内,熔覆曲面表面平滑,波纹度小,在曲率变化较大部位搭接良好,整体成型质量较好。研究实现了复杂曲面零件的路径规划,并验证了其合理性与有效性,可为激光熔覆技术在复杂曲面零件上的修复提供参考。
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关键词
逆向工程
机器人
复杂曲面
路径规划
激光熔覆
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Keywords
reverse engineering
robots
complex surface
path planning
laser cladding
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分类号
TG456
[金属学及工艺—焊接]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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