[发明专利]一种电弧增材制造的控制方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种电弧增材制造的控制方法、系统及装置，其中方法包括以下步骤：获取需要焊接的零件的三维物理模型后，对三维物理模型的底部至顶部进行切片处理，并获得多个平面模型；根据各平面模型获取轮廓信息，并根据轮廓信息获取运动曲线；结合运动曲线和预设方式获取焊枪在运动曲线上的焊点，并根据焊点获取焊枪的运动路径；结合运动路径、焊点与焊枪的姿态参数获取焊枪在各焊点的姿态信息；依次结合各平面模型的运动路径、焊点和姿态信息控制焊枪进行焊接，并由底部至顶部获得对应的焊接层，直至焊接结束。本发明使焊枪能自动焊接一些复杂的曲线零件，提高了焊接的质量，可广泛应用于增材制造领域。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其涉及一种电弧增材制造的控制方法、系统及装置。

背景技术

增材制造技术是根据CAD/CAM设计，采用逐层累计的方法制造实体零件的技术，其具有成形尺寸大、制造成本低，材料利用率高，产品开发周期短等特点，该技术越来越多的被应用于中高端产品特别是大型复杂结构件的加工中。

机器人电弧增材制造技术融合了先进的将工业机器人的运动控制、I/O通讯和轨迹规划与增材制造中的材料科学技术、先进制造技术和机械工程等结合，提高了增材制造的灵活度和制造精度，同时对增材制造性能也起到了较好的控制作用。基于上述优点，机器人增材制造技术被广泛应用于航空航天、国防军工和汽车等领域。现有的机器人电弧增材制造技术主要是通过示教来控制机器人的运动轨迹，因此只能够焊接的零件比较简单，无法满足人们焊接复杂零件的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可以焊接复杂零件的电弧增材制造控制方法、系统及装置。

本发明方法所采用的技术方案是：

一种电弧增材制造的控制方法，包括以下步骤：

获取需要焊接的零件的三维物理模型后，对三维物理模型的底部至顶部进行切片处理，并获得多个平面模型；

根据各平面模型获取轮廓信息，并根据轮廓信息获取运动曲线；

结合运动曲线和预设方式获取焊枪在运动曲线上的焊点，并根据焊点获取焊枪的运动路径；

结合运动路径、焊点与焊枪的姿态参数获取焊枪在各焊点的姿态信息；

依次结合各平面模型的运动路径、焊点和姿态信息控制焊枪进行焊接，并由底部至顶部获得对应的焊接层，直至焊接结束。

进一步，所述依次结合各平面模型的运动路径、焊点和姿态信息控制焊枪进行焊接，并由底部至顶部获得对应的焊接层，直至焊接结束这一步骤，具体包括以下步骤：

依次结合各平面模型的运动路径、焊点和姿态信息控制焊枪进行焊接，并由底部往上获得预设层数的焊接层；

结合获得的焊接层和焊接层对应的运动路径获取姿态信息的调整参数；

根据调整参数调整各平面模型的姿态信息后，继续依次结合各平面模型的运动路径、焊点和姿态信息控制焊枪进行焊接，直至焊接结束。

进一步，所述结合运动曲线和预设方式获取焊枪在运动曲线上的焊点这一步骤，具体包括以下步骤：

获取运动曲线的曲率和初始焊点后，结合曲率和预设方式依次将运动曲线分为多个线段，并将各线段的终点作为各线段的焊点；

结合初始焊点和各线段的终点获取焊枪在运动曲线上所有的焊点。

进一步，所述根据焊点获取焊枪的运动路径这一步骤，具体为：

依次获取相邻的两个焊点并连成直线后，生成焊枪在平面模型的运动路径。

进一步，所述结合运动路径、焊点与焊枪的姿态参数获取焊枪在各焊点的姿态信息这一步骤，具体为：