激光熔覆作为一门新兴的智能再制造的关键技术,以金属粉末为材料,经过高能量的激光辐射快速将粉末熔化与冷却,与基材表面形成冶金结合,形成高于基材表面物理、化学特性的熔覆层,用以延长一些关键零部件的服役周期。激光熔覆自动化程度高,能源清洁环保,符合绿色工业的可持续发展要求,是工业领域备受关注的一种表面改性工艺。激光熔覆路径的合理规划是获取理想熔覆层的必然要求,本文以汽轮机的叶片与橡胶挤压杆为对象,进行关键零部件的激光熔覆路径规划,通过NURBS方法研究与探索,完成了叶片的模型重构。结合激光熔覆工艺特点,提出了一种基于光斑面积控制的路径规划方法,得到激光熔覆插补点。通过轨迹仿真验证了熔覆路径的正确性,并完成熔覆加工试验。通过全面分析熔覆层的质量优劣,验证了方法的可行性。本文的研究内容和结论如下:1)首先通过三坐标测量仪得到叶片表面型值点数据,使用拟合精度高的NURBS方法完成叶片模型的反求。通过分析熔覆加工过程,得出路径规划的原则:以熔覆过程中工艺参数的稳定性为目标,选择零件长度方向作为激光熔覆扫描方向。为获取理想熔覆层,分析表面形貌为平面和曲面类的零部件路径规划方法,并结合激光熔覆的工作特点,提出了一种控制扫描面积的插补点搜索方法,用以保证熔覆过程中的工艺参数的稳定。2)通过分析零件的激光熔覆过程,建立了圆柱体与曲率球相贯的数学模型并使用UG软件验证了建模的正确性。通过对数学模型求解,以光斑扫描面积误差不超过5%为插补条件,得到等面积插补算法的叶片零件熔覆插补点。3)对KUKA机器人进行运动学分析并求解机器人的机构运动学正解与逆解,得到机器人运动规律。建立变位机与机器人的耦合关系并分析,借助仿真软件验证橡胶挤压杆和叶片的熔覆轨迹的正确性。通过工艺试验得到合适的激光熔覆工艺参数,对熔覆轨迹进行离线编程,完成零部件的激光熔覆涂层制备。最后对熔覆层质量进行形貌检测与发育组织分析,验证了方法的可行性。