[發(fā)明專利]一種用于增材制造的焊槍頭自動(dòng)避障方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111586645.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114161047B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玲瓏;許春權(quán);劉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京衍構(gòu)科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K37/02
• 分類號(hào): B23K37/02;B23K37/00;B33Y80/00
• 代理公司: 南京聚匠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32339
• 代理人: 蔣千兵

本發(fā)明涉及一種用于增材制造的焊槍頭自動(dòng)避障方法，包括以下步驟：S1.環(huán)境預(yù)設(shè)：構(gòu)建基準(zhǔn)坐標(biāo)系以及待加工產(chǎn)品的三維模型；S2.焊接路徑獲?。籗3.焊槍尺寸預(yù)設(shè)；S4.焊槍姿態(tài)設(shè)定；S5.焊槍姿態(tài)選?。簩與其中一焊接點(diǎn)重合，移動(dòng)K，直至槍體與產(chǎn)品三維模型之間無(wú)交點(diǎn)，記錄該K點(diǎn)與三維模型之間的相對(duì)位置，在所有焊接點(diǎn)處遍歷獲取K點(diǎn)形成位置集合{P1，P2,...,PN}；S6.焊槍避讓路徑生成：O點(diǎn)沿焊槍的移動(dòng)路徑移動(dòng)，K點(diǎn)沿球體C表面上PN?1與PN之間最短距離移動(dòng)。本發(fā)明具有在焊接時(shí)有效的控制焊槍頭的姿態(tài)變化，從而避免槍體與零件之間碰撞，提升產(chǎn)品質(zhì)量的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增材制造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于增材制造的焊槍頭自動(dòng)避障方法。

背景技術(shù)

增材制造，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

現(xiàn)有增材制造的方案多種多樣，對(duì)于特別復(fù)雜的零件，通常會(huì)將零件分解成多個(gè)簡(jiǎn)單的零件，先制造各個(gè)簡(jiǎn)單的零件，最后再將各個(gè)簡(jiǎn)單零件通過(guò)增材制造的方式連接起來(lái)，最終生產(chǎn)出需要的零件。

但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中幾個(gè)簡(jiǎn)單零件之間連接為凹腔的狀況，如圖1中的零件并分為部件一與部件二，在部件一與部件二之間的連接處呈現(xiàn)V形的凹腔狀，而增材制造實(shí)現(xiàn)槍頭需要伸入凹腔處，并控制槍頭沿部件一與部件二之間形成連接軌跡移動(dòng)，由于槍頭始終處于豎直向下進(jìn)行焊接的狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)槍頭下端邊緣與部件一與部件二之間出現(xiàn)碰撞的狀況，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量以及損壞槍頭。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種用于增材制造的焊槍頭自動(dòng)避障方法，在焊接時(shí)有效的控制焊槍頭的姿態(tài)變化，從而避免槍體與零件之間碰撞，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

本發(fā)明的上述發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種用于增材制造的焊槍頭自動(dòng)避障方法，包括以下步驟：

S1.環(huán)境預(yù)設(shè)：構(gòu)建基準(zhǔn)坐標(biāo)系以及待加工產(chǎn)品的三維模型；

S2.焊接路徑獲取：在三維模型中焊接連接線上間隔獲取若干焊接點(diǎn)，相鄰焊接點(diǎn)之間連線構(gòu)成焊槍的移動(dòng)路徑；

S3.焊槍尺寸預(yù)設(shè)：焊槍包括呈圓柱狀的槍體以及伸出槍體的呈直線的焊絲，預(yù)設(shè)槍體的半徑為R、槍體的高度為H、焊絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)；

S4.焊槍姿態(tài)設(shè)定：焊絲伸出槍體的一端設(shè)為原點(diǎn)O，槍體軸線上距離O最遠(yuǎn)一點(diǎn)設(shè)為K，以O(shè)為圓心，以O(shè)至K之間的距離為半徑構(gòu)建球體C，K點(diǎn)沿球體C表面移動(dòng)；

S5.焊槍姿態(tài)選?。簩與其中一焊接點(diǎn)重合，移動(dòng)K，直至槍體與產(chǎn)品三維模型之間無(wú)交點(diǎn)，記錄該K點(diǎn)與三維模型之間的相對(duì)位置P1，在所有N個(gè)焊接點(diǎn)處遍歷獲取K點(diǎn)與三維模型之間形成的相對(duì)位置集合{P1，P2,...,PN}；

S6.焊槍避讓路徑生成：O點(diǎn)沿焊槍的移動(dòng)路徑移動(dòng)，K點(diǎn)沿球體C表面上位置PN-1與位置PN之間最短距離移動(dòng)。

本發(fā)明在一較佳示例中可以進(jìn)一步配置為：

步驟S5中：移動(dòng)K的方法為：

步驟一：預(yù)設(shè)以O(shè)為圓心，且以O(shè)點(diǎn)豎直向上的射線為基準(zhǔn)軸線M，O與K之間連線為m；

步驟二：沿球體C表面并以m與M在豎直平面夾角為na移動(dòng)K點(diǎn),所有K點(diǎn)的集合構(gòu)成若干個(gè)水平圓，其中n為自然數(shù)；

步驟三：沿其中一水平圓并以定弧長(zhǎng)b移動(dòng)K點(diǎn)，計(jì)算該K點(diǎn)位置槍體與三維模型之間是否存在交點(diǎn)，并獲取當(dāng)槍體與三維模型之間不存在交點(diǎn)時(shí)，K點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，所有水平圓上遍歷獲取的K點(diǎn)坐標(biāo)，并得到基準(zhǔn)坐標(biāo)集合

本發(fā)明在一較佳示例中可以進(jìn)一步配置為：