一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法，本发明专利技术方法在增材过程中实时计算出旋转外轴(旋转台)的旋转角度，将每个点所需的旋转外轴的旋转角度写成机器人代码程序，将旋转台旋转角度作为增材程序的输入，用于更新增材程序；本发明专利技术方法结合可旋转外轴，解决了传统电弧增材制造方法无法制造大尺寸工件的缺点，解决电弧增材制造在工业应用中的难题，通过空间坐标系转换的方法可以提高计算效率。

A Manufacturing Method of Arc Adding Material for Large-Size Metal Workpieces

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法
本专利技术涉及一种金属电弧增材制造方法，尤其涉及一种利用可旋转外部轴结合切片程序的电弧增材制造方法，该方法能够制造大尺寸零件，属于金属焊接加工

技术介绍
电弧增材制造是通过焊接融化并逐层堆积金属实现工件的成型的制造方法。传统电弧增材步骤通常是通过切片软件对零部件的数模进行切片和路径规划，输出程序到焊接机器人进行增材作业。由于焊接机器人本体的工作区域有限，使得传统的电弧增材方法无法制造大尺寸零件。因此一种可用于大尺寸零件制造的电弧增材方法的开发很有必要。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法，该方法需要增加旋转外轴，即在一个可旋转的转动台上进行零件的增材制造，以便扩大焊接机器人的工作区域，达到制造大尺寸零件的目的。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法，具体包括如下步骤：步骤1，已知机器人基座坐标系B，旋转外轴坐标系E，外轴旋转矩阵为Rot(θ)，工件坐标系O；工件坐标系O可设置成和旋转外轴坐标系E一样；表示A坐标系的原点在B坐标系下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，已知机器人基座坐标系B，旋转外轴坐标系E，外轴旋转矩阵为Rot(θ)，工件坐标系O；步骤2，在电弧增材的切片软件中对零件数模进行分析，使用切片算法生成每个点P1～Pn的基础路径；步骤3，假设旋转外轴旋转角度范围为W([0°‑360°])，设置机器人最佳工作区域W1∈W；步骤4，构建新的工件坐标系O’，新的工件坐标系O’位置为旋转外轴坐标系E的位置，新的工件坐标系O’的X轴和Z轴方向与机器人基座坐标系B的X轴和Z轴相同；步骤5，计算点P1在新的工件坐标系O’的位姿；步骤6，计算旋转外轴当前角度γ下点P1’的位姿；步骤...

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸金属工件的电弧增材制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，已知机器人基座坐标系B，旋转外轴坐标系E，外轴旋转矩阵为Rot(θ)，工件坐标系O；步骤2，在电弧增材的切片软件中对零件数模进行分析，使用切片算法生成每个点P1～Pn的基础路径；步骤3，假设旋转外轴旋转角度范围为W([0°-360°])，设置机器人最佳工作区域W1∈W；步骤4，构建新的工件坐标系O’，新的工件坐标系O’位置为旋转外轴坐标系E的位置，新的工件坐标系O’的X轴和Z轴方向与机器人基座坐标系B的X轴和Z轴相同；步骤5，计算点P1在新的工件坐标系O’的位姿；步骤6，计算旋转外轴当前角度γ下点P1’的位姿；步骤7，计算P1‘’与工件坐标系O’X轴的夹角α；步骤8，将α转换到[0°-360°]，计算符合条件的角度W2＝W1-α；步骤9，取W2中绝对值小的角度，假设为β，P1所需旋转外轴的角度为γ+β；步骤10，重复步骤5～9，计算出P2所需旋转外轴的角度；步骤11，重复步骤5～9，直至计算出路径中所有点所需旋转外轴的角度，将路径中每个点所需旋转台的旋转角度作为增材...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，吴玲珑，迟科萌，
申请(专利权)人：南京衍构科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32