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作品名称：熔光筑影——基于激光金属增材制造工程监控及机器学习算法的系统结构与设计优化的四自由度机械臂
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：全部保研队
队伍编号：213148
参赛学生：王歆一刘双慧
指导老师：苑城玮
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

激光金属增材制造技术独特的成型的特点，在航空航天、生物医疗等多个领域应用十分广泛的，但在加工过程中由于环境变化，粉尘粉末飞溅等问题，会导致模型出现缺陷、气泡以及裂纹等一系列问题，目前主流的解决方法为在激光焊接过程中引入深度学习算法。依据上述的目前的研究现状，本设计提出了激光金属增材制造的四自由度机械臂和二轴变位机机械设备，并引入深度学习算法实现缺陷识别以及闭环反馈来提升成型质量。首先激光金属增材制造的四自由度机械臂为采用了旋转-倾斜-倾斜-旋转构型，并利用了 D-H 坐标系建立正运动学模型。再者，设计二轴变位机，以增加旋转自由度，并满足焊接系统的多角度工作。最后，引入深度学习算法，选用合适的数据集，并选用 YOLOv8 作为训练的框架模型，对三类照片进行训练、测试以及校验，最后的测试记得平均正确率达到 92.3 %。结果表明，毋庸置疑的是在激光焊接中引入机器学习算法将会极大地提高焊接的质量。为激光增材制造技术的发展提供了方向。