[发明专利]一种自适应调参的电弧增材制造方法及系统

权利要求书

1.一种自适应调参的电弧增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取用于增材制造的三维模型；

S2、对所述三维模型进行分层切片处理得到分层路径，构成初步路径点集；根据所述初步路径点集的数据量，判断是否执行分层路径调整，是则基于所述初步路径点集进行路径点的简化或细分，否则继续执行；

S3、基于所述初步路径点集进行焊接路径规划，得到调整后的路径结果；

S4、根据焊接路径规划的路径结果设置焊接参数，选择焊接工艺；

S5、对焊接过程进行仿真验证，判断是否继续调整路径结果，是则返回步骤S3，否则继续执行；

S6、根据验证后的路径结果生成相应的焊接指令，并在焊接指令前增加焊接平台预热指令，得到执行指令集，发送至焊机与机器人；

S7、所述焊机与机器人响应接收到的所述执行指令集，实现增材制造；

所述步骤S2中，执行分层路径调整时，若所述初步路径点集的数据量超过机器人存储阈值，则通过SOM方法对所述初步路径点集进行逐层简化，所述SOM方法包括如下步骤：

S2-101、将初步路径点集中，每层的路径点按照路径点顺序以三个为一个向量，作为样本输入SOM网络；

S2-102、对输入样本中的路径点进行SOM聚类，得到聚类中心；

S2-103、分别计算三个路径点到聚类中心的距离；

S2-104、选取到聚类中心距离最小的路径点；

S2-105、执行判断，若该路径点与相邻路径点所构成的边的长度在长度阈值限定范围内，边所形成的夹角在角度阈值限定范围内，则删除该路径点，否则返回步骤S2-101，直至完成对初步路径点集的简化。

2.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，

所述步骤S2-105中，长度阈值根据路径点所属层自适应更新，更新公式包括：

d_min＝min(D)

d_max＝max(D)

d_mid＝(d_min+d_max)/2

d_min＜d＜d_mid

其中，D表示一层中相邻两个路径点之间的距离的集合，d_min表示集合D中最小距离，d_max表示集合D中最大距离，d_mid表示中位距离，d_min＜d＜d_mid表示更新后的长度阈值限定范围。

3.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，

所述步骤S2中，执行分层路径调整时，若所述初步路径点集的数据量小于设定阈值，则通过细分方法对所述初步路径点集进行逐层细分，所述细分方法包括如下步骤：

S2-201、初始化长度阈值与角度阈值；

S2-202、计算任意两个相邻路径点之间所构成的边的长度；

S2-203、判断该边的长度是否大于长度阈值，是则继续执行，否则返回步骤S2-202；

S2-204、计算该边与相邻线段之间的所形成的夹角；

S2-205、判断夹角是否大于角度阈值，是则继续执行，否则返回步骤S2-202；

S2-206、删除该边与相邻线段的公共顶点，保存该边的中点和相邻线段的中点。

4.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，

所述步骤S3中，基于所述初步路径点集进行焊接路径规划时，采用人机交互技术规划基本路径，通过贝塞尔曲线方法对基本路径中的曲线轮廓进行平滑，得到调整后的路径结果。

5.根据权利要求4所述的增材制造方法，其特征在于，

所述步骤S3中，基于所述初步路径点集进行焊接路径规划时，设置焊道数、焊道长度限制和搭接率，并实现填充；

填充时，对于小于焊道长度限制的区域，采用轮廓偏置方法进行填充，对于大于等于焊道长度限制的区域，采用扫描线方法或轮廓偏置方法进行填充。