高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统及修复方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多丝材电弧增材修复技术，具体为一种高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统及修复方法，采用单热源多丝材一体化成形技术方案，通过多丝材熔融的独立控制，实现不同部位不同精度和效率的要求，包括焊接控制器、单热源发生装置、机器人工作平台、多丝材送丝机构，所述机器人工作平台配备有焊枪和保护气，还包括3D扫描装置，所述单热源发生装置为机器人工作平台供热，焊接控制器与机器人工作平台信号连接，多丝材送丝机构为机器人工作平台送丝，所述机器人工作平台上还安装有3D扫描装置。

【技术实现步骤摘要】
高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统及修复方法
本专利技术涉及一种多丝材电弧增材修复技术，具体为一种高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统及修复方法。
技术介绍
针对现场快速响应的修复，其效率制约因素主要来自增材和减材的协调。增材修复效率高，势必会带来精度的下降，减材时间增加；而增材修复效率低精度高的话，减材时间短，但增材修复过长。市面上已有的焊接控制器功能十分强大，能够实现对送丝机构的控制，包括在多台送丝机构中选择所需直径丝材的送丝机，控制电流电压大小，送丝速度等工艺参数，热源发生装置的开启和关闭。工业机器人能够提取计算机输入的内存信息，从内存中逐点取出其位置和姿态坐标值，按一定的时间节拍(又称采样周期)对它进行圆弧或直线插补运算，算出各插补点的位置和姿态坐标值，这就是路径规划生成。完成路径的速度则可表示为增材修复时焊接速度的大小。使用钨极气体保护焊的优点：1、氩气能有效地隔绝周围空气，它本身又不溶于金属，不和金属反应；钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接易氧化，氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。2、钨极电弧稳定即使在很小的焊接电流(<10A)下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板，超薄板材料焊接。3、热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。但发展高效率高精度一体化的增材修复技术，使得加工表面高精度增材成形，而非加工体或者面高效成形，可大幅提高整体修复效率是一个一直有待解决的技术难题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统及修复方法，采用单热源多丝材一体化成形技术方案，通过多丝材熔融的独立控制，实现不同部位不同精度和效率的要求。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统，包括焊接控制器、单热源发生装置、机器人工作平台、多丝材送丝机构，所述机器人工作平台配备有焊枪和保护气，还包括3D扫描装置，所述单热源发生装置为机器人工作平台供热，焊接控制器与机器人工作平台信号连接，多丝材送丝机构为机器人工作平台送丝，所述机器人工作平台上还安装有3D扫描装置。作为优选，所述焊枪采用TIG焊枪。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种如权利要求1所述的多丝材电弧增材修复方法，包括如下步骤：步骤一：利用3D扫描装置对破损件缺口位置进行扫描，利用三维软件构建增材修复模型；步骤二：利用构建好的修复模型，将其分为两个部分，分为高精度部分和高效率部分，根据其垂直焊接的工作特性，该修复模型垂直放置，且下方部分为高效率部分，往上依次为高精度部分，到待加工平面结束；步骤三：通过扫描，确认所需增材修复模型的总高度为a值，以待加工面为参考平面，往下b值长度则为高精度部分，剩余的(a-b)值长度则为高效率增材修复部分；步骤四：计算机确定好高精度和高效率两个部分后，通过不同的要求选择不同的工艺参数模式：(1)在高效率的模式下，选择较大直径的丝材，选择较大电流，配置高焊速配置高送丝速度的工艺参数，使得增材修复效率最大化；(2)在高精度的模式下，选择较小的直径的丝材，选择较小电流，配置低焊速低送丝速度的工艺参数，使得增材修复精度最大化；确定好相关的焊接工艺参数信息后，计算机则将其输出至焊接控制器和机器人工作平台。作为优选，所述计算机输出的数据包括两个方面，分为焊接工艺参数部分和路径信息焊速部分；焊接控制器输入的工艺参数包括：焊丝直径，即选择哪一台送丝机送丝，电流电压大小，送丝速度的快慢。作为优选，路径信息和焊速部分则由工业机器人输入，包括高效率增材修复部分和高精度增材修复部分的路径规划和实施该路径速度的大小，即焊速的大小。作为优选，焊接控制器和工业机器人获得相关参数后，即可由控制器触发开始实施增材修复过程。本专利技术有益效果：本专利技术的高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统及修复方法可满足高效率高精度一体化的增材修复技术要求，使得加工表面高精度增材成形，而非加工体或者面高效成形，可大幅提高整体修复效率。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。图1为本专利技术的流程图；图2为增材修复模型高精度部分和高效率部分示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种高效率和高精度一体化多丝增材修复工艺控制系统，工业机器人工作平台，热源发生装置，TIG焊枪，多台送丝机，焊接控制器，3D扫描装置。这些装置的一体化使得电弧增材修复成型件在非加工体或者面时高效成形，加工表面高精度成形，配合控制热源的输入，丝材直径大小，焊速等工艺参数，以此提高整体修复效率，达到高精度和高效率的要求。计算机和焊接控制系统对于高精度和高效率模式的选择，以及焊接控制系统与工作平台工艺参数的联合使用；该系统需要3D扫描装置对缺口位置进行扫描，构建修复模型；考虑到TIG焊枪的工作特性，我们需要将工作台和焊枪垂直放置。将修复模型通过计算机处理分为两个部分，设定好待加工面并以此为参考平面，这两个部分是以到待加工面的距离来划分的。已知通过3D扫描的修复模型高度为a值，高精度部分高度可手动输入所需要的值为b值，即从待加工平面向下b值为高精度部分，剩余的部分，即(a-b)值为高效率部分。确定好高精度和高效率部分后，计算机则针对不同的要求选择不同的工艺参数：(1)高效率模式下，选用大直径、大电流、高焊速、高送丝速度的工艺参数，提高增材效率。(2)高精度模式下，选用小直径、小电流、低焊速、低送丝速度的工艺参数。计算机将工艺参数信息输出至焊接控制系统，而路径信息和焊速信息则输出至工业机器人。焊接控制系统包括了电流，丝材直径，送丝速度的选择。配备的多台送机机能够满足不同直径丝材的需要，而电流和送丝速度可由计算机输入的参数直接作用在相应的送丝机上。路径信息和焊速参数则可以直接输入作用在工业机器人上，该过程需要配合送丝机构切换高效率模式和高精度模式最终完成增材修复过程。该装置包括了焊接控制器，单热源发生装置，机器人工作平台，多丝材送丝机构，该机构是基于工业机器人工作平台搭建，配有TIG焊枪，保护气。一体化体现在计算机将修复模型分为高精度和高效率两个部分，配合多丝材送丝结构，使得电弧增材修复成型件在非加工体或者面时高效成形，加工表面高精度成形，配合控制热源的输入，丝材直径大小，焊速等工艺参数。为实现上述专利技术的目的，本专利技术技术方案如下：利用3D扫描装置对破损件缺口位置进行扫描，利用三维软件构建增材修复模型。利用构建好的修复模型，我们将其分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统，其特征在于：包括焊接控制器、单热源发生装置、机器人工作平台、多丝材送丝机构，所述机器人工作平台配备有焊枪和保护气，还包括3D扫描装置，所述单热源发生装置为机器人工作平台供热，焊接控制器与机器人工作平台信号连接，多丝材送丝机构为机器人工作平台送丝，所述机器人工作平台上还安装有3D扫描装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统，其特征在于：包括焊接控制器、单热源发生装置、机器人工作平台、多丝材送丝机构，所述机器人工作平台配备有焊枪和保护气，还包括3D扫描装置，所述单热源发生装置为机器人工作平台供热，焊接控制器与机器人工作平台信号连接，多丝材送丝机构为机器人工作平台送丝，所述机器人工作平台上还安装有3D扫描装置。


2.根据权利要求1所述的高效率高精度一体化多丝材电弧增材修复系统，其特征在于：所述焊枪采用TIG焊枪。


3.一种如权利要求1所述的多丝材电弧增材修复方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：利用3D扫描装置对破损件缺口位置进行扫描，利用三维软件构建增材修复模型；
步骤二：利用构建好的修复模型，将其分为两个部分，分为高精度部分和高效率部分，根据其垂直焊接的工作特性，该修复模型垂直放置，且下方部分为高效率部分，往上依次为高精度部分，到待加工平面结束；
步骤三：通过扫描，确认所需增材修复模型的总高度为a值，以待加工面为参考平面，往下b值长度则为高精度部分，剩余的(a-b)值长度则为高效率增材修复部分；
步骤四：计算机确定好...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，印伟，郭立祥，陈阳，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32