[發明專利]一種金屬結構件多層單道連續電弧增材制造方法及系統有效
| 申請號： | 202010524671.3 | 申請日： | 2020-06-10 |
| 公開（公告）號： | CN111702292B | 公開（公告）日： | 2021-05-28 |
| 發明（設計）人： | 董巍;程遠;唐凱;李鵬一;胡冬雙;徐龍;吳曉 | 申請（專利權）人： | 南京英尼格瑪工業自動化技術有限公司 |
| 主分類號： | B23K9/04 | 分類號： | B23K9/04 |
| 代理公司： | 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360 | 代理人： | 竇賢宇 |
| 地址： | 211153 江蘇省南京*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 金屬 結構件 多層 連續 電弧 制造 方法 系統 | ||
1.一種金屬結構件多層單道連續電弧增材制造方法，其特征是以焊機作為熱源、金屬絲材作為成形材料，規劃出連續螺旋上升切片路徑進行熔覆打?。?/p>
包括如下步驟：
步驟1、選擇成形特定金屬結構件所需要的焊絲和基板；
步驟2、生成連續螺旋上升切片路徑；
步驟2-1、對打印工件的模型進行切片處理，將模型沿Z軸方向分成若干平面；
步驟2-2、尋找相鄰層，利用相對位置高的層減去相對位置低的層，得到層高；然后在首層切片上隨機取一點作為起始點，然后利用下式，求出相鄰兩點之間Z方向的偏移高度：
其中，
步驟2-3、尋找下一層的起始點，要求該點與上一層末端點的距離最近，將上一層末端點與該層起始點連接起來；
步驟2-4、依次重復步驟2-1至步驟2-3，直至連接整個工件的所有路徑點，生成連續的螺旋上升路徑；
步驟3、焊槍在機器人驅動下按生成的連續螺旋路徑運動。
2.根據權利要求1所述的一種金屬結構件多層單道連續電弧增材制造方法，其特征在于，步驟1進一步包括：
步驟1-1、確定成形特定金屬結構件所需要的工藝參數，包括焊接程序、送絲速度、打印速度、切片層高、保護氣種類與流量，各參數之間關系如下：
式中，
步驟1-2、將工件焊縫截面等效為長方形，此時滿足如下關系式：
式中，
步驟1-3、根據步驟1-1和步驟1-2的兩式得到送絲速度與層高之間的關系式：
式中，
步驟1-4、通過送絲速度讀出電流和電壓值，進而計算該送絲速度下每消耗1mm焊絲的熱輸入量：
式中，
步驟1-5、將打磨平整的基板用無水乙醇或丙酮擦拭干凈后通過固定夾具固定在工作臺上，保證其水平。
3.根據權利要求1所述的一種金屬結構件多層單道連續電弧增材制造方法，其特征在于，步驟3進一步包括：伺服系統根據步驟2中計算出來的連續螺旋上升路徑驅動焊槍機械臂，由焊槍機械臂驅動焊槍沿著預定軌跡打印單道焊縫，焊槍根據螺旋路徑在打印過程中距離基板的高度逐漸升高。
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