[发明专利]一种基于视觉传感的GTA增材制造系统及控制方法有效

专利信息
申请号: 201911275374.3 申请日: 2019-12-12
公开(公告)号: CN111037050B 公开(公告)日: 2021-01-12
发明(设计)人: 从保强;祁泽武;齐铂金;钟豪;张亚婷;孙雪君 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: B23K9/04 分类号: B23K9/04;B23K9/133;B23K9/32;B33Y10/00;B33Y30/00
代理公司: 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11465 代理人: 赵徐平
地址: 100191*** 国省代码: 北京;11
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 基于 视觉 传感 gta 制造 系统 控制 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于视觉传感的GTA增材制造系统,一种基于视觉传感的GTA增材制造系统,包括工作台,氩弧焊枪,上位机控制系统,电弧热源系统,运动控制系统,机器人,图像采集系统,送丝系统,送丝旋转机构和供气系统;并且公开了利用该系统进行GTA增材制造控制的方法。通过本发明的GTA增材制造系统及控制方法可实现GTA增材制造过程电弧长度和送丝角度的实时调节,从而提高GTA增材制造过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及电弧熔丝增材制造技术领域,更具体的说是涉及一种基于视觉传感的GTA增材制造系统及控制方法。

背景技术

电弧熔丝增材制造(Wire+ArcAdditiveManufacturing,WAAM)技术是一种基于离散/堆积原理,以钨极惰性气体保护电弧(GasTungstenArc,GTA)、熔化极惰性气体保护电弧(GasMetalArc,GMA)或等离子体电弧(PlasmaArc,PA)为热源,以金属丝材为填充材料,沿设定的三维数字模型路线逐层熔化并沉积金属材料,从而实现金属构件直接制备的先进制造工艺;具有生产周期短、材料利用率高、设备成本低,以及可制备大尺寸构件等特点。常规的铸造-锻造-切削等传统的加工工艺生产周期长、材料利用率低,因此采用电弧熔丝增材制造工艺方法制备金属构件,具有重要的实际工程应用意义。

以GTA电弧为热源的工艺,电弧在钨极和基板间燃烧,填充金属丝材由外部送进,钨极与机械臂端部夹具及送丝管相对位置一般固定,且不具备弧长修正功能,用于自动化电弧增材制造过程时,极易由于表面凹凸起伏,发生电弧长度不稳定及熔滴过渡不稳定等问题,进而影响成型质量。

因此,如何保证GTA增材制造过程稳定性,进而保证GTA增材制造构件的成型质量是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种基于视觉传感的GTA增材制造系统及控制方法,以实现GTA增材制造过程电弧长度和送丝角度的实时调节,从而提高制造过程的稳定性。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种基于视觉传感的GTA增材制造系统,包括工作台,氩弧焊枪,上位机控制系统,电弧热源系统,运动控制系统,机器人,图像采集系统,送丝系统,送丝旋转机构和供气系统;

电弧热源系统,用于接收上位机控制系统发出的电弧参数及指令,在增材制造过程中与氩弧焊枪及工作台形成回路,提供电弧热源,并向上位机控制系统反馈实际电弧参数;

运动控制系统,用于接收上位机控制系统发出的运动参数及指令,控制机器人的运动;并向上位机控制系统反馈实际运动参数;

机器人,用于固定氩弧焊枪和图像采集系统,使氩弧焊枪和图像采集系统按照运动参数移动;

图像采集系统,聚焦于氩弧焊枪钨极正下方1.5~2.5mm处,用于采集电弧形貌,并向上位机控制系统反馈采集的电弧图像信息;

送丝系统,用于接收上位机控制系统发出的送丝参数及指令,进行送丝,并向上位机控制系统反馈实际送丝参数;

送丝旋转机构,用于接收上位机控制系统发出的送丝角度旋转参数及指令,控制送丝角度;

供气系统,包括气路与电路,气路与氩弧焊枪通过导管连接,电路根据上位机控制系统的指令控制供气的启动和停止。

优选地,上位机控制系统分别与电弧热源系统、运动控制系统、图像采集系统、送丝系统、送丝旋转机构和供气系统进行电气连接;用于发送电弧参数、运动参数、送丝参数、送丝角度旋转参数等参数及相关指令,接收实际电弧参数、实际运动参数、实际送丝参数、实际送丝角度旋转参数等参数;并且采集和处理图像采集系统的电弧图像信息。

优选地,电弧参数包括电弧电流参数和电弧电压参数;

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京航空航天大学,未经北京航空航天大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201911275374.3/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top