一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法技术

本发明专利技术提供了一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法，适用于电弧增材制造过程，可解决现有电弧增材路径规划方法造成的起弧点、收弧点、多道搭接处过多导致成形质量不稳定，以及程序量大、需要分部上传程序导致效率降低的问题。该方法对电弧增材制造结构件添加加工余量，使其分层截面形状简化为带有余量的、较为规则的形状，在此基础上提取分层截面上的线型特征组合，并进一步形成线型路径，最后依靠摆动填充完成截面内的增材路径规划。该方法大大减少了电弧增材制造程序语句及起弧、收弧点数量，消除了道间搭接，有助于电弧增材制造效率与质量的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法
本专利技术涉及增材制造技术，特别涉及一种电弧增材制造路径规划方法，适用于电弧增材制造(WireArcAdditiveManufacturing，WAAM)过程。
技术介绍
增材制造技术是近年来新兴并快速发展的一种制造技术。电弧增材制造技术基于传统的焊接工艺，以三维模型为基础，依靠电弧为热源，依托机床、机械臂或其他运动装置进行空间轨迹运动，按照分层切片、路径规划程序，通过逐层熔化沉积金属丝成形结构件。在电弧增材制造过程中，需要对模型进行分层切片，并对每个切片截面进行路径规划，再使用机器人或机床等运动装置实现预设轨迹的运动。对于复杂构件某一截面的增材路径规划，一般有两类路径规划方法，一是基于扫描填充的路径规划方法，二是基于轮廓填充的路径规划方法。前者一般先沉积截面轮廓，再将截面上轮廓内的部分进行全部扫描填充；后者一般依据单道沉积宽度，对一层内的各形状轮廓进行不同比例的相似轮廓扫描，两种轨迹规划的方法示意图如图1。在上述路径规划方法中，当一道成形的宽度有限时，一方面可采用多道搭接的方式填充截面形状(多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，加工余量设计：对电弧增材制造结构件添加加工余量，使其分层切片后的截面形状为带有余量的、较为规则的形状；/n步骤2，提取截面形状：对电弧增材制造模型进行分层切片，获得结构件每一分层的截面形状数据；/n步骤3，提取线型路径：依据添加加工余量后的截面形状特征，将其简化为若干线型特征，并依据线型特征提取一条线型路径或多段线型路径；/n步骤4，添加摆动填充：对每条路径都依据选用的摆动方式和所需沉积宽度设定相应的摆动参数，保证摆动后沉积宽度和沉积高度满足要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，加工余量设计：对电弧增材制造结构件添加加工余量，使其分层切片后的截面形状为带有余量的、较为规则的形状；
步骤2，提取截面形状：对电弧增材制造模型进行分层切片，获得结构件每一分层的截面形状数据；
步骤3，提取线型路径：依据添加加工余量后的截面形状特征，将其简化为若干线型特征，并依据线型特征提取一条线型路径或多段线型路径；
步骤4，添加摆动填充：对每条路径都依据选用的摆动方式和所需沉积宽度设定相应的摆动参数，保证摆动后沉积宽度和沉积高度满足要求。


2.根据权利要求1所述的一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法，其特征在于，步骤1中，当路径方向上结构件截面形状的宽度变化较小时，将结构件简化为完全等壁厚结构件，使其截面形状上各处宽度保持一致；当路径方向上结构件截面形状的宽度变化较大时，将结构件简化为多段等壁厚结构件，使其截面形状上的宽度为多段相等的宽度，其中，宽度变化较小满足变化率≤50％，宽度变化较大满足变化率＞50％。


3.根据权利要求1所述的一种层内无搭接的电弧增材制造路径规划方法，其特征在于，步骤1中，加工余量设计中，整个结构件的三维形状的单边加工余量为1～10mm。


4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏江舟，何智，韩维群，王志敏，王殿政，步贤政，陈宏伟，张铁军，干建宁，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11