[发明专利]一种圆盘形支撑件的电弧熔丝增材制造方法

摘要

本发明涉及一种圆盘形支撑件的电弧熔丝增材制造方法，包括成形圆盘形支撑件的内部圆环、成形圆盘形支撑件的连接筋和成形圆盘形支撑件的外部圆环，以及使得圆盘形支撑件的内部圆环、连接筋和外部圆环达到要求的高度，本发明通过基准点的选取和坐标变换获得成形过程中内部圆环、外部圆环和加强筋的参考坐标点，大大减少了寻找示教点的次数，减少了操作人员的示教工作量，提高了产品的制造效率，增加了机器人程序的可移植性，实现电弧熔丝增材制造圆盘形支撑件的快速成形；同时通过采用坐标变换代替寻找示教点的电弧熔丝增材制造方法，可以成形不同尺寸、不同连接筋的圆盘形支撑件，具有更强的通用性。

主权项

1.一种圆盘形支撑件的电弧熔丝增材制造方法，其特征在于：采用的制造设备包括机器人、变位机、焊枪、焊机和送丝机，待成形的圆盘形支撑件的内部圆环的半径为r，外部圆环的半径为R，连接筋为2n条，圆盘形支撑件的高度为H，具体包括如下步骤：(1)、成形圆盘形支撑件的内部圆环(1.1)、定义工件成形坐标系OXYZ，其中变位机旋转轴的轴心定义为原点O，即为圆盘形支撑件的圆心，记为点P001，坐标为(0,0,0)，OX轴、OY轴、OZ轴的方向与机器人系统坐标系的坐标方向一致；(1.2)、在OX轴上选取长度为r的点记为点P002，点P002在OZ轴上的高度为h0，点P002的坐标为(r，0，h0)，机器人控制变位机、焊枪、焊机和送丝机成形过点P002的圆盘形支撑件的内部圆环；(2)、成形圆盘形支撑件的连接筋(2.1)、在OY轴的一个方向上选取长度为r的点记为点P005，点P005在OZ轴上的高度为h0，点P005的坐标为(0，r，h0)，选取长度为R的点记为点P004，点P004在OZ轴上的高度为h0，点P004的坐标为(0，R，h0)，点P005与点P004中任选一个作为起弧点，另一个作为熄弧点；机器人控制变位机、焊枪、焊机和送丝机成形圆盘形支撑件过点P004与点P005的第一条连接筋；(2.2)、在OY轴的另一个方向上选取长度为r的点记为点P006，点P006在OZ轴上的高度为h0，点P006的坐标为(0，-r，h0)，选取长度为R的点记为点P007，点P007在OZ轴上的高度为h0，点P007的坐标为(0，-R，h0)，点P006与点P007中任选一个作为起弧点，另一个作为熄弧点；机器人控制变位机、焊枪、焊机和送丝机成形圆盘形支撑件过点P006与点P007的第二条连接筋；(2.3)、机器人控制变位机旋转α角度，重复步骤(2.1)，成形圆盘形支撑件过点P004与点P005的第三条连接筋；重复步骤(2.2)，成形圆盘形支撑件过点P006与点P007的第四条连接筋；其中α＝360°/2n；(2.4)、依次类推，直至成形圆盘形支撑件过点P004与点P005的第2n-1条与过点P006与点P007的第2n条连接筋；(3)、成形圆盘形支撑件的外部圆环在OX轴上选取长度为R的点记为点P003，点P003在OZ轴上的高度为h0，点P003的坐标为(R，0，h0)，机器人控制变位机、焊枪、焊机和送丝机成形过点P003的圆盘形支撑件的外部圆环；(4)、成形后的圆盘形支撑件的高度为h1，若h1小于H，则进行第二层成形，方法为将焊枪抬高h1，点P002～点P007在OZ轴上的高度变为h0+h1，重复步骤(1)～步骤(3)，得到成形后的圆盘形支撑件的高度为h2，其中h2＝2h1，若h2小于H，则进行第三层成形，方法为将焊枪再抬高h1，点P002～点P007在OZ轴上的高度变为h0+2h1，重复步骤(1)～步骤(3)，依次类推，进行第i次成形，直至成形后的圆盘形支撑件的高度hi不小于H，其中i为≥1的正整数。