[发明专利]电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法

摘要

本发明公开了一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，首先分层切片并设定层片的堆积尺寸，设计样本数据并建立由工艺变量计算堆积层尺寸的数学模型；设定初始工艺变量值，代入数学模型计算堆积层尺寸，将计算与设定的堆积层尺寸进行比较；如果误差超出设定阈值，根据工艺变量与堆积层尺寸的作用关系，调节工艺变量并代入数学模型计算新的堆积层尺寸，如此反复循环计算，直至调节的工艺变量计算出的堆积层尺寸误差在设定阈值内，本发明方法可以自动计算分层切片工艺变量，无需建立由堆积层尺寸计算工艺变量的数学模型，避免了工艺变量计算精度低的问题，同时有效解决了人工调试工艺变量自动化程度低的缺点。

主权项

一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对金属构件三维模型进行分层切片，获得每个层片的设定层高LHset和层宽LWset；(2)设计电弧填丝增材制造试验工艺变量样本，确定每个工艺变量的取值范围，完成所有工艺变量样本的工艺试验，测量对应工艺变量组合下的层高和层宽尺寸；(3)将设计的电弧填丝增材制造工艺变量样本和测量的层高、层宽尺寸作为建模数据，以工艺变量为输入变量，测量的层高和层宽为输出变量，建立由工艺变量计算层高和层宽的数学模型；设计验证样本数据，对所述数学模型的精度进行验证；(4)任意选定一组工艺变量初始值，每个工艺变量初始值在步骤(2)所述的对应工艺变量取值范围内，将工艺变量初始值导入步骤(3)建立的数学模型中，计算层高LH和层宽LW尺寸，令设定层高与计算层高的误差ELH＝100％×(LH‑LHset)/LHset，设定层宽与计算层宽的误差ELw＝100％×(LW‑LWset)/LWset；设定误差阈值Eset(Eset>0)，循环次数初始值n＝0，总循环次数为N；(5)如果|ELH|≤Eset且|ELw|≤Eset，则表示分层切片工艺变量计算成功；(6)如果|ELH|>Eset或|ELw|>Eset，则分为以下四种情况进行处理：(a)ELH>0且ELw>0，则减小对层高和层宽正影响的单一工艺变量或增大对层高和层宽负影响的单一工艺变量；(b)ELH<0且ELw<0，则增大对层高和层宽正影响的单一工艺变量或减小对层高和层宽负影响的单一工艺变量；(c)ELH<0且ELw>0，则减小对层高负影响且对层宽正影响的单一工艺变量；(d)ELH>0且ELw<0，则增大对层高负影响且对层宽正影响的单一工艺变量；(7)令n＝n+1，将步骤(6)调节的工艺变量代入步骤(3)建立的数学模型中，计算层高LH和层宽LW；如果|ELH|≤Eset且|ELw|≤Eset且n≤N，则表示分层切片工艺变量计算成功；如果|ELH|>Eset或|ELw|>Eset，且n<N，则继续重复步骤(6)‑(7)；如果|ELH|>Eset或|ELw|>Eset且n＝N，则结束循环过程，表示设定的层高和层宽尺寸不合理。