CN111737796B - 一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，分为四个阶段：采集点云数据，通过专业的数据测量设备，得到实物模型表面点的三维坐标信息；点云降噪来消除点数据中的噪声点；利用点云数据重构曲面，对处理好的点云数据或者三角曲面片数据，在逆向工程软件中进行曲面重构和曲面拼接，获得原有产品的STL模型；对有缺陷的表面进行修复处理，通过在重建表面上进行距离偏差检查和平滑度检测，根据设计要求进行判断，并在不满足要求的部件上进行重复的表面编辑，直到满足产品的设计要求。此方法既能提高模具及产品的精度，又能大大缩短设计周期，节约成本。尤其对一些具有结构复杂、曲面要求高或者缺失原始几何数据的制品，此方法更能发挥其优势。

Description

一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法

技术领域

本发明涉及电弧增材领域，具体涉及一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法。

背景技术

逆向工程(Revese Engineering，简称RE)是通过形状反求、工艺反求和材料反求等诸多方法，得到反求对象的CAD模型，进而达到了从反求对象到数字化的转变，实现了实物到数字模型的过程。逆向工程的主要目的是再生产设计或修复产品，通过将产品实物模型数字化，再进行模型还原，明确形状特征、功能特性、技术规格、工艺流程等技术特点，从而进行创新或修补，实现产品的功能、外观等设计要素的重新设计。

与正向设计相比，基于逆向工程的产品设计通过测量设备检测实际物体采集点云数据，再利用专业的软件重新构造实际物体的点线面的信息，进而得到了实际物体的三维造型。通过3D打印或机床等加工设备，将产品进行再生产或修复，得到符合要求的成品零件。

现有技术中常见的用于工艺孔加工的逆向重构方法通常距离偏差较大、且平滑度较差，无法适用于精度要求较高的工艺孔。

发明内容

发明目的：提供一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，包括如下步骤：

步骤1、获取点云数据；

步骤2、进行点云处理和曲面重构，得到逆向重构模型；

步骤3、进行缺陷分析。

在进一步的实施例中，所述步骤1通过三维激光扫描仪对未打印的实物模型或打印过程中的半成品拍照得到其点云数据。三维激光扫描仪优选lungoCAM，该扫描仪具有测速快，精度高，可以测量复杂结构，数据格式兼容性好等优点。为了完整地得到制品点云数据，需要多幅图采集。

在进一步的实施例中，所述步骤2进一步包括：

步骤2-1、对点云降噪来消除点数据中的噪声点，数据采样方法用于简化点云数据并通过提取特征线来分割点云数据；

步骤2-2、利用点云数据重构曲面，对处理好的点云数据或者三角曲面片数据，在逆向工程软件中进行曲面重构和曲面拼接，获得原有产品的模型；

步骤2-3、在重建表面上进行距离偏差检查和平滑度检测，根据设计要求进行判断，并在不满足要求的部件上进行重复的表面编辑，直到满足产品的设计要求。

在进一步的实施例中，所述步骤3将得到的逆向重构模型与增材分层切片标准模型对比，进行缺陷分析，若无缺陷，则按照原先规划的路径继续打印；如有较大偏差，软件可自适应重新规划增材路径，使得增材后的模型与理想模型尽量吻合；

其中，缺陷分析包括对尺寸偏差、塌陷、堆积缺陷进行分析。

各种因素的影响会导致在扫描过程中产生一定数量的噪声点和杂点，这些点会严重干扰后续的曲面重构，因此预处理的第一步是利用软件先去除噪声点和杂点之后对数据进行采样精简，在不影响制品各个特征的情况下精简数据量,在便于后续处理的同时，也删除了一些不必要的重叠点。曲面重构时要具体分析制品中各个曲面的特征规律，然后选择合适的曲面重构方法，如边界面、放样面、扫掠面，自由面等。

在进一步的实施例中，步骤2-2中进一步获取每一幅点云图的坐标，并将每一幅点云图进行坐标对其，使其拼接为完整且修正后的完整点云，并将该完整点云转化为产品的STL模型。扫描仪对制品的扫描是分幅进行的，每一幅点云的坐标都是独立的,所以多幅点云数据放在一起是杂乱无章的，这就需要对多幅点云数据进行手工拼接,也就是坐标系的重新对齐。根据实际需求优化设计后的制品三维模型。造型结束后，需要检测整个制品三维模型的精度，根据检测结果，对误差较大的曲面或特征进行修改。

在进一步的实施例中，该逆向重构方法基于以下系统，包括移栽工作站，以及设置在所述移栽工作站中间段一侧的电弧增材工作站；所述移栽工作站包括一条可双向进给的移栽轨道，所述移栽轨道上设有枕梁固定座，枕梁的首尾以预定间隔定位夹紧在所述固定座上；每一块枕梁都由多个下压板压合，所述下压板压合在所述枕梁的首、尾、以及避开枕梁工艺孔的中部多段；移栽轨道根据预设的经给节奏控制枕梁前进，当完成一次完整的逆向重构、电弧焊接、激光清洗三个工序后再将已加工枕梁送出电弧增材工作站，并将下一个待加工枕梁送入电弧增材工作站。

所述电弧增材工作站包括围定指定工作区域的安全防护房，所述安全防护房位于移栽轨道的两侧开设有卷帘门，所述移栽轨道穿过所述卷帘门，所述安全防护房内位靠近所述卷帘门的位置分别设有机器人工具快换装置，所述机器人工具快换装置位于所述移栽轨道的一侧，所述机器人工具快换装置之间设有多个工业机器人；当工作区域内正在加工时，卷帘门是关闭状态，加工完成后开启卷帘门，通过移栽轨道将枕梁送出。

所述机器人工具快换装置包括支撑架，固定在所述支撑架上部一侧的快换板，以及分别设置在所述快换板上的固定座；所述固定座的两侧分别固定有旋转气缸，所述旋转气缸的输出端固定有延伸出来的转动部，所述转动部的末端固定有直接与对应的快换工具接触的接触部。机器人工具快换装置能够使得焊枪、激光清洗头、3D相机配合增材制造过程，实现自动切换。

在进一步的实施例中，所述固定座为三个，焊枪头、激光清洗头、3D相机分别设置在固定座上，所述焊枪头、激光清洗头、3D相机的一侧固定有一段与所述固定座适配的活动座，在未进行换取时，所述焊枪头、激光清洗头、3D相机由所述活动座卡设在所述固定座上、且由所述旋转气缸的转动部横向压紧；所述活动座上固定有快换锁头，所述工业机器人的机械臂末端同样固定有快换锁头。通过上述锁紧结构能够保护焊枪、激光清洗头、3D相机不在错误的时间取出，确保工序可靠性。

有益效果：本发明涉及一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，采用逆向辅助技术，对一款结构较为复杂的某制品进行快速而精确的模具设计，先利用三维激光扫描仪得到其点云数据，再使用软件进行点云处理和曲面重构，然后在UG软件中进行三维造型及相应的优化设计，最终以最合理的设计方法得到完整的模具图，用于后续的模具加工与生产。此方法既能提高模具及产品的精度，又能大大缩短设计周期，节约成本。尤其对一些具有结构复杂、曲面要求高或者缺失原始几何数据的制品，此方法更能发挥其优势。

附图说明

图1为本发明整体系统的立体图其中一个视角。

图2为本发明整体系统的立体图另一视角。

图3为本发明整体系统的俯视图。

图4为本发明中电弧增材工作站的立体图。

图5为本发明中工业机器人及机器人工具快换装置的立体图。

图6为本发明中机器人工具快换装置的局部放大图。

图7为本发明中加工工件枕梁的结构示意图。

图8为本发明整体系统的工作流程图。

图9为本发明中逆向重构出的模型点云图。

图10为本发明中逆向工程产品技术路线图。

图11为智能打印流程图。

图12为三维激光扫描仪拍照得到的轴承点云数据图。

图13为本发明中对点云进行拟合拼接的示意图。

图中各附图标记为：移栽工作站1、枕梁101、下压板102、卷帘门2、安全防护房3、焊接4、机器人工具快换装置5、支撑架501、快换板502、固定座503、旋转气缸504、转动部505、总控柜6、机器人控制柜7、工业机器人8、快换锁头801、焊枪头9、激光清洗头10、3D相机11。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

逆向工程技术是相对于传统的正向工程而言的，主要是通过对三坐标测量机或三维激光扫描仪对存在的实物模型或零件进行测量，获得点云数据，再通过相应的处理软件lungoPNT和UG等进行曲面重构，并最终获得实物三维模型的过程。重构的模型可以反映原实物的几何特征和其它属性，并且可以用于对实物的分析、修改、制造和检验等多种目的。

逆向工程一般流程分为四个阶段：

(1)采集点云数据，通过专业的数据测量设备，利用测量方法，得到实物模型表面点的三维坐标信息；

(2)为了处理点云数据，需要点云降噪来消除点数据中的噪声点，数据采样方法用于简化点云数据并通过提取特征线来分割点云数据；

(3)利用点云数据重构曲面，对处理好的点云数据或者三角曲面片数据，在逆向工程软件中进行曲面重构和曲面拼接，获得原有产品的模型；

(4)由于噪音的存在，直接通过点云数据重新生成表面，往往会存在一些缺陷，因此需要进一步对有缺陷的表面进行修复处理。通过在重建表面上进行距离偏差检查和平滑度检测，根据设计要求进行判断，并在不满足要求的部件上进行重复的表面编辑，直到满足产品的设计要求。

本发明涉及一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，此方法基于移载式双机器人电弧3D打印工作站，该工作站包括移栽工作站1和电弧增材工作站，电弧增材工作站集成逆向重构、电弧焊接4、激光清洗三个工序。

具体的，移栽工作站1包括一条可双向进给的移栽轨道，所述移栽轨道上设有枕梁101固定座503，枕梁101的首尾以预定间隔定位夹紧在所述固定座503上。每一块枕梁101都由多个下压板102压合，所述下压板102压合在所述枕梁101的首、尾、以及避开枕梁101工艺孔的中部多段。移栽轨道根据预设的经给节奏控制枕梁101前进，当完成一次完整的逆向重构、电弧焊接4、激光清洗三个工序后再将已加工枕梁101送出电弧增材工作站，并将下一个待加工枕梁101送入电弧增材工作站。

电弧增材工作站包括围定指定工作区域的安全防护房3，所述安全防护房3位于移栽轨道的两侧开设有卷帘门2，所述移栽轨道穿过所述卷帘门2，所述安全防护房3内位靠近所述卷帘门2的位置分别设有机器人工具快换装置5，所述机器人工具快换装置5位于所述移栽轨道的一侧，所述机器人工具快换装置5之间设有多个工业机器人8。

机器人工具快换装置5包括支撑架501，固定在所述支撑架501上部一侧的快换板502，以及分别设置在所述快换板502上的固定座503；所述固定座503的两侧分别固定有旋转气缸504，所述旋转气缸504的输出端固定有延伸出来的转动部505，所述转动部505的末端固定有直接与对应的快换工具接触的接触部。机器人工具快换装置5能够使得焊枪、激光清洗头10、3D相机11配合增材制造过程，实现自动切换。所述固定座503为三个，焊枪头9、激光清洗头10、3D相机11分别设置在固定座503上，所述焊枪头9、激光清洗头10、3D相机11的一侧固定有一段与所述固定座503适配的活动座，在未进行换取时，所述焊枪头9、激光清洗头10、3D相机11由所述活动座卡设在所述固定座503上、且由所述旋转气缸504的转动部505横向压紧；所述活动座上固定有快换锁头801，所述工业机器人8的机械臂末端同样固定有快换锁头801。通过上述锁紧结构能够保护焊枪、激光清洗头10、3D相机11不在错误的时间取出，确保工序可靠性。

当工作区域内正在加工时，卷帘门2是关闭状态，加工完成后开启卷帘门2，通过移栽轨道将枕梁101送出。所述电弧增材工作站的一侧安置有与工业机器人8连接的焊机、激光清洗电源、总控柜6、机器人控制柜7。

本发明具体的工作过程如下：首先人工吊装枕梁101到移栽工作站1，将枕梁101定位夹紧在固定座503上，并通过多个下压板102压合住枕梁101。

枕梁101装夹完毕后，移栽工作站1启动，移栽轨道将定位固定好的枕梁101传输至工作区域；

接着设定好当前的工件坐标，工业机器人8首先驱动至机器人工具快换装置5处，到位后再精确驱动至3D相机11处，当工业机器人8的机械臂位于3D相机11正上方时，继续缓慢下降直至两个快换锁头801接合，接合完毕后旋转气缸504带动转动部505转动脱离活动部，工业机器人8继续启动，使得3D相机11脱离其固定部，并继续驱动至枕梁101上方。

随后3D相机11启动视觉扫描零件，分析轮廓数据并对缺陷进行补偿修正，接着逆向重构模型，接着由计算机进行切片参数设置并生成机器人轨迹路径，同时设定好打印焊接4工艺参数。

接着，工业机器人8驱动3D相机11返回机器人工具快换装置5处，将3D相机11放置回固定部上，并切换为焊枪头9，继续返回枕梁101上方。

当返回枕梁101上方后启动激光焊接4，焊接4完成后将焊枪头9放置回固定部上，并切换为激光清洗头10，继续返回枕梁101上方进行层间激光清洗。

焊接4完成后的工件人工吊装工件出工作站进行热处理，同时完成其余工业的加工。

其中，激光焊接以焊机作为热源、金属丝材作为成形材料，规划出连续螺旋上升切片路径进行熔覆打印，过程如下：

1)选择成形特定金属结构件所需要的焊丝和基板，确定成形特定金属结构件所需要的工艺参数，包括焊接程序、送丝速度、打印速度、切片层高、保护气种类与流量，各参数之间关系如下：

焊接速度与送丝速度成正比，可以用关系式(1)表示

V×F＝v×f………………………………(1)

V：焊接速度；

F：焊缝截面积

v：送丝速度

f：焊丝截面积

将工件焊缝截面等效为长方形，那么

F＝ld……………………………(2)

其中，l：等效长方形焊缝宽度；

d：焊缝高度(即层高)

由式(1)与(2)得到式送丝速度与层高之间的关系，如式(3)所示：

通过送丝速度，可在控制面板上读出电流和电压值，进而计算该送丝速度下每消耗1mm焊丝的热输入量：

其中，U：电弧电压；

I：焊接电流；

V：焊接速度；

K：相对热传导率；

电弧增材制造过程，热输入量的控制极其重要，热量太低会导致焊缝不成形，工件存在未熔合，热量过高会导致工件塌陷，因此，结合各种丝材性能与打印过程层间温度的关系，可以推断适合该丝材的热量输入，进而确定工艺参数，如送丝速度、焊接速度与层高等。

2)将打磨平整的基板用无水乙醇或丙酮擦拭干净后固定在工作台上，保证其水平；

3)连续螺旋上升切片路径的生成，具体如下：

首先对待打印工件的STL模型进行切片处理，现有的STL模型切片算法有很多，我们采用基于三角面片几何特征的STL切片算法来处理STL模型，将模型沿Z轴方向分成若干平面；

其次，寻找相邻层，利用相对位置高的层减去相对位置低的层，得到层高；

然后在首层切片上随机取一点作为起始点(即焊接起弧点)，然后利用下式，求出相邻两点之间Z方向的偏移高度：

其中，d是同一层中起始点与末端点之间的竖直高度；

X是每层切片的点数；

z是各点之间Z方向的偏移高度。

更为具体的，切片过程如下：

将模型沿Z轴方向分成若干三角面片，得到三维模型在Z轴方向上的最大值和最小值，考虑预留加工余量，计算出总层数：

式中，Z_max表示三维模型在Z轴方向上的最大值，Z_min表示三维模型在Z轴方向上的最小值，Δz表示分层高度，k为调节系数，Δz+k为在预设的分层高度的基础之上加上调节系数以保证加工余量；

接着将n层中每一层的每一块三角面片存储在动态数组中，查询每一块三角面片的

值，若

则将当前的三角面片存储在动态数组的第j个分组中；若

则将当前的三角面片存储在动态数组的第j-1个分组中；若

则将当前的三角面片存储在动态数组的第j+1个分组中；

其中，h_j表示第j个分组的高度，h_j+1表示第j+1个分组高度，该高度由三维模型在Z轴方向上的最小值和最大值取中间值之后加上分层高度与分组数的乘积得出：

h_j＝(Z_min+Z_max)/2+Δz×j

式中，Z_min表示三维模型在Z轴方向上的最小值，Z_max表示三维模型在Z轴方向上的最大值，Δz表示分层高度，j表示分组数。

然后寻找下一层的起始点，要求该点与上一层末端点的距离最近，将上一层末端点与该层起始点连接起来，即实现了两层之间轨迹的连续，打印过程不会熄弧。

依次利用该方法连接整个工件的所有路径点，生成连续的螺旋上升路径，实现工件的连续电弧增材制造。

4)焊枪在机器人驱动下按生成的连续螺旋路径运动，同时根据步骤1)的方法确定工艺参数，在基板上开始打印单道焊缝，焊枪根据连续螺旋路径在打印过程中距离基板的高度逐渐升高。连续的螺旋路径与1)中根据热输入量计算的工艺参数相结合，可以保证打印过程焊丝干伸长不变，整个打印过程不会熄弧，最终成形结构性能良好的金属结构件。

作为一个优选方案，中控机还对连续螺旋上升路径的轨迹进行优化：

首先设定螺旋上升路径的线速度v_c：

v_c＝ω(L-v₀t)

式中，ω表示焊枪旋转的角速度，L表示插补起点距原点的距离，v₀表示径向速度，L-v₀t得出的是工件的实时半径，t表示焊接时间；

其中，焊枪旋转的角速度ω满足如下关系式：

式中，D表示热源配合平台完成一条焊缝成形的过程中焊枪所径向移动的焊道间距，

表示对焊枪的径向速度取均值；

接着计算焊枪的熔敷速度v_r：

式中，v_c表示螺旋上升路径的线速度，v₀表示径向速度；

接着计算焊道间距，焊枪径向移动一个焊道间距，热源配合平台完成一条焊缝成形，其中焊道间距D的表达式如下：

式中，n表示焊枪数量，v₀表示径向速度，t表示焊接时间，ω表示焊枪旋转的角速度，d表示补偿高度；

其中补偿高度d由插补精度决定，满足如下关系式：

式中，

表示对焊枪的径向速度取均值，t′表示在插补区间内的运动时间；

随后计算出修正后的熔敷速度v_r修：

式中，n表示焊枪数量，v₀表示径向速度，ω表示焊枪旋转的角速度，d表示补偿高度，

表示对焊枪的径向速度取均值，D表示热源配合平台完成一条焊缝成形的过程中焊枪所径向移动的焊道间距。

在焊接工作的时候，需要提前计算好避让面，防止焊枪的焊枪喷嘴和焊枪根部碰撞到工件侧壁。原焊枪喷嘴最小直径为22mm，由于工件底部空间狭小，将焊枪喷嘴进行特制，由原来直径22mm改为现在的13mm；此措施避免了根部焊枪不可达的问题，由于此工件是多层多道焊接，焊接到上面几层的时候会碰撞和出现偏弧现象，所以需要焊枪随时监测自身轨迹所到之处的焊枪碰撞半径。

焊枪轨迹避让是通过增加八个避让面进行避让的，以外围轮廓进行划分，虚拟面通过软件进行控制，其原理为检测焊枪碰撞半径，参照为枪头中心线，虚拟面创建完成，在不同位置可设置避让角度进行避让，根据靠工件外部边缘的远近来自动规避角度，焊枪变换角度为5-15°。

逆向工程技术是相对于传统的正向工程而言的，主要是通过对三坐标测量机或三维激光扫描仪对存在的实物模型或零件进行测量，获得点云数据，再通过相应的处理软件进行曲面重构，并最终获得实物三维模型的过程。重构的STL模型可以反映原实物的几何特征和其它属性，并且可以用于对实物的分析、修改、制造和检验等多种目的。其步骤如下：

点云采集：lungoCAM进行数据采集，该扫描仪具有测速快，精度高，可以测量复杂结构，数据格式兼容性好等优点。为了完整地得到制品点云数据，需要多幅图采集；

点云数据拼接：扫描仪对制品的扫描是分幅进行的，每一幅点云的坐标都是独立的,所以多幅点云数据放在一起是杂乱无章的，这就需要对多幅点云数据进行手工拼接,也就是坐标系的重新对齐。

点云数据预处理：各种因素的影响会导致在扫描过程中产生一定数量的噪声点和杂点，这些点会严重干扰后续的曲面重构，因此预处理的第一步是利用软件先去除噪声点和杂点之后对数据进行采样精简，在不影响制品各个特征的情况下精简数据量,在便于后续处理的同时，也删除了一些不必要的重叠点。

曲面重构：曲面重构时要具体分析制品中各个曲面的特征规律，然后选择合适的曲面重构方法，如边界面、放样面、扫掠面，自由面等。

三维建模及优化：根据实际需求优化设计后的制品三维模型。造型结束后，需要检测整个制品三维模型的精度，根据检测结果，对误差较大的曲面或特征进行修改。

本发明中涉及到的方法基于模型优化可以使打印工件质量得到控制，其智能化主要体现在以下几个方面：

智能识别：软件自动识别工件数模中包含的需要特殊处理的特征：包括搭接位置，边角，薄壁，小空隙等。

智能规划：仅需导入待打印的工件数模，无需手工作图或复制路径，软件自动规划打印路径并生成打印程序。

智能优化：内置算法自动优化打印顺序，填充策略，起收弧，路径偏移等，减少打印缺陷的产生。

智能填充算法：提供适合电弧增材工艺的多种填充算法，并不断完善。(从左到右依次：格子，直线，同心、之字线)。

逆向重构技术主要是在每一层增材结束后，通过三维激光扫描仪对未打印的实物模型或打印过程中的半成品拍照得到其点云数据，再进行点云处理和曲面重构，进而得到逆向重构模型，与增材分层切片标准模型对比，进行缺陷分析(尺寸偏差、塌陷、堆积等)，若无缺陷，则按照原先规划的路径继续打印；如有较大偏差，软件可自适应重新规划增材路径，使得增材后的模型与理想模型尽量吻合。整个打印过程如图11所示。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (6)

1.一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，其特征是该逆向重构方法基于以下系统：包括移栽工作站，以及设置在所述移栽工作站中间段一侧的电弧增材工作站；所述移栽工作站包括一条可双向进给的移栽轨道，所述移栽轨道上设有枕梁固定座，枕梁的首尾以预定间隔定位夹紧在所述固定座上；每一块枕梁都由多个下压板压合，所述下压板压合在所述枕梁的首、尾、以及避开枕梁工艺孔的中部多段；

所述电弧增材工作站包括围定指定工作区域的安全防护房，所述安全防护房位于移栽轨道的两侧开设有卷帘门，所述移栽轨道穿过所述卷帘门，所述安全防护房内位靠近所述卷帘门的位置分别设有机器人工具快换装置，所述机器人工具快换装置位于所述移栽轨道的一侧，所述机器人工具快换装置之间设有多个工业机器人；所述机器人工具快换装置包括支撑架，固定在所述支撑架上部一侧的快换板，以及分别设置在所述快换板上的固定座；所述固定座的两侧分别固定有旋转气缸，所述旋转气缸的输出端固定有延伸出来的转动部，所述转动部的末端固定有直接与对应的快换工具接触的接触部；

该逆向重构方法包括以下步骤：

步骤1、获取点云数据；

步骤2、进行点云处理和曲面重构，得到逆向重构模型；

步骤3、进行缺陷分析。

2.根据权利要求1所述的一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，其特征在于：所述步骤1通过三维激光扫描仪对未打印的实物模型或打印过程中的半成品拍照得到其点云数据。

3.根据权利要求1所述的一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：

步骤2-1、对点云降噪来消除点数据中的噪声点，数据采样方法用于简化点云数据并通过提取特征线来分割点云数据；

步骤2-2、利用点云数据重构曲面，对处理好的点云数据或者三角曲面片数据，在逆向工程软件中进行曲面重构和曲面拼接，获得原有产品的模型；

步骤2-3、在重建表面上进行距离偏差检查和平滑度检测，根据设计要求进行判断，并在不满足要求的部件上进行重复的表面编辑，直到满足产品的设计要求。

4.根据权利要求1所述的一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，其特征在于：所述步骤3将得到的逆向重构模型与增材分层切片标准模型对比，进行缺陷分析，若无缺陷，则按照原先规划的路径继续打印；如有较大偏差，软件可自适应重新规划增材路径，使得增材后的模型与理想模型尽量吻合；

其中，缺陷分析包括对尺寸偏差、塌陷、堆积缺陷进行分析。

5.根据权利要求3所述的一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，其特征在于，步骤2-2中进一步获取每一幅点云图的坐标，并将每一幅点云图进行坐标对其，使其拼接为完整且修正后的完整点云，并将该完整点云转化为产品的模型。

6.根据权利要求1所述的一种针对高铁枕梁工艺孔的逆向重构方法，其特征在于，所述固定座为三个，焊枪头、激光清洗头、3D相机分别设置在固定座上，所述焊枪头、激光清洗头、3D相机的一侧固定有一段与所述固定座适配的活动座，在未进行换取时，所述焊枪头、激光清洗头、3D相机由所述活动座卡设在所述固定座上、且由所述旋转气缸的转动部横向压紧；所述活动座上固定有快换锁头，所述工业机器人的机械臂末端同样固定有快换锁头。

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