用于增材制造的路径规划系统和方法技术方案

公开了用于规划用于使用增材制造系统形成零件的路径的系统和方法。该增材制造系统可以包括一个或多个增材制造工具。这些增材制造工具可以包括弧焊工具和非弧焊工具。该系统还可以基于所规划的路径来制造该零件。

【技术实现步骤摘要】
用于增材制造的路径规划系统和方法
技术介绍
增材制造是以分层方式来沉积材料以将零件构建为特定几何形状的过程。增材制造系统可以包括各种特征，例如，运动系统和可以执行一个或多个增材制造过程的一个或多个增材制造工具。要使用增材制造来制造的零件的各种特征可以要求使用某种增材制造过程或者可以使用某个增材制造过程最高效地进行制造。因此，需要可以基于要制造的零件以及增材制造系统的各种特征和能力来规划增材制造系统制造零件的路径的系统和方法。
技术实现思路
本公开总体上涉及增材制造系统，并且更具体地涉及用于规划使用增材制造系统制造零件的路径的系统和方法，基本上如结合至少一个附图所展示和描述的、如在权利要求中更完整地阐述的。附图说明图1展示了根据本公开各方面的采用弧焊过程来形成零件的增材制造系统。图2展示了根据本公开各方面的增材制造系统的框图。图3是根据本公开各方面的图1和图2中所示出类型的增材制造系统的示例控制电路部件的图形表示。图4展示了根据本公开各方面的规划用于使用采用多个增材制造工具的增材制造系统来形成零件的工序的方法。图5展示了用于规划形成要使用增材制造系统制造的零件的特征的路径的方法。附图不一定按比例。在适当情况下，相似或相同的附图标记用于指相似或相同的部件。具体实施方式本公开描述了用于规划通过增材制造技术形成零件的路径以及控制增材制造系统来形成零件的系统和方法。增材制造系统可以采用结合一个或多个焊接型过程的传感器数据和三维模型来构建零件。增材制造是在计算机控制下使材料结合或固化以形成三维对象的各个过程中的任一个过程，其中，材料是以分层的方式添加在一起的。增材制造系统可以采用各种焊接型过程，这些焊接型过程包括：弧焊过程，包括气体保护金属弧焊(“GMAW”)(包括往复送丝GMAW(“RWF-GMAW”)、交流电气体保护金属弧焊和脉冲GMAW(“P-GMAW”))、利用丝的钨极气体保护弧焊(“GTAW”)、利用丝的等离子弧焊、利用粉末的等离子弧焊以及利用丝电极或带状电极的埋弧焊；以及非弧焊型过程，诸如利用丝的激光焊、利用粉末的激光焊和激光熔覆。一些增材制造系统可以采用激光系统来生成聚焦在焊接熔池上的激光束，并且采用弧焊过程来提供材料以构建零件。增材制造过程还可以利用各种材料形式，例如各种几何形状和组成成分的丝和粉末。增材制造通常通过逐层连续地添加材料(例如，电极丝或粉末)根据计算机辅助设计(CAD)模型或增材制造文件格式(AMF)文件来构建三维对象。采用多个技术来形成增材制造零件的常规系统可能要求操作者确定用于制造零件的路径。可能要求操作者确定将哪个增材制造过程和相关联参数用于要被制造的零件的各种特征。因此，期望一种系统，其可以接收要制造的零件的三维模型并基于该三维模型、可用的增材制造工具和过程以及增材制造系统的运动能力来规划用于形成零件的路径。所公开的增材制造系统包括：多个增材制造工具，该多个增材制造工具被配置用于执行多个增材制造过程；处理电路；以及机器可读存储设备，该机器可读存储设备包括机器可读指令，这些机器可读指令当被执行时使该处理电路执行以下操作：接收要制造的零件的模型；接收指示该多个增材制造过程的信息；基于该零件的模型和该多个增材制造过程来确定用于制造该零件的工序；并且控制该多个增材制造工具以根据该工序制造该零件。在一些示例增材制造系统中，该工序包括经由该多个增材制造过程之一制造该要制造的零件的多个特征中的每个特征。在一些示例增材制造系统中，该多个增材制造过程包括气体保护金属弧焊、脉冲气体保护金属弧焊、往复式气体保护金属弧焊、钨极气体保护弧焊、埋弧焊、等离子弧焊和激光焊中的至少两者。在一些示例增材制造系统中，这些指令使该处理电路确定该要制造的零件的多个特征中的每个特征的材料形式和沉积速率，并且该工序是基于所确定的经由该工序所要形成的该多个特征中的每个特征的材料形式和沉积速率而确定的。在一些示例增材制造系统中，该工序包括使该处理电路执行以下操作：控制第一工具以执行第一过程从而制造该要制造的零件的第一特征；并且控制第二工具以执行第二过程从而制造该要制造的零件的第二特征。在一些示例增材制造系统中，该工序包括使该处理电路：控制第一工具以执行第一过程从而使用第一材料形式制造该要制造的零件的第一特征；并且控制第二工具以执行第二过程从而使用第二材料形式制造该要制造的零件的第二特征。一些示例增材制造系统进一步包括运动系统，该运动系统被配置用于：使该要制造的第一零件中的至少一个相对于该多个增材制造工具而移动；或使该多个增材制造工具相对于该要制造的第一零件而移动。在一些示例增材制造系统中，这些指令进一步使该处理电路接收指示该运动系统的能力的信息，并且该工序是部分地基于该运动系统的能力而确定的。在一些示例增材制造系统中，该运动系统被配置用于调整该要制造的零件的位置或取向。在一些示例增材制造系统中，该工序包括使该处理电路执行以下操作：控制第一工具以执行第一过程从而制造该要制造的零件的多个特征中的第一特征；在制造该第一特征之后控制该运动系统以调整该要制造的零件的位置或取向中的至少一者；并且控制第二工具以执行第二过程从而制造该要制造的零件的多个特征中的第二特征。在一些示例增材制造系统中，该要制造的零件被制造在现有零件上。在一些示例增材制造系统中，这些指令进一步使该处理电路接收指示该多个增材制造过程中的每个增材制造过程的成本的信息，并且该工序是部分地基于该多个增材制造过程中的每个增材制造过程的成本而确定的。所公开的制造零件的方法包括：接收要由增材制造系统制造的第一零件的三维模型，该增材制造系统包括多个增材制造工具，该多个增材制造工具被配置用于执行多个增材制造过程；接收指示该多个增材制造工具被配置用于执行的该多个增材制造过程的信息；基于该三维模型和该多个增材制造过程来确定用于制造该零件的工序；以及根据该工序制造该第一零件。在制造零件的一些示例方法中，该工序包括经由这些可用增材制造过程之一制造该第一零件的多个特征中的每个特征。制造零件的一些示例方法进一步包括：控制第一工具以执行第一过程从而制造该要制造的零件的多个特征中的第一特征；以及控制第二工具以执行第二过程从而制造该要制造的零件的多个特征中的第二特征。在制造零件的一些示例方法中，该增材制造系统包括运动系统，该运动系统被配置用于调整该要制造的零件的位置或取向，并且该工序包括：控制第一工具以执行第一过程从而制造该要制造的零件的多个特征中的第一特征；在制造该第一特征之后，调整该要制造的零件的位置或取向中的至少一者；以及控制第二工具以执行第二过程从而制造该要制造的零件的多个特征中的第二特征。在制造零件的一些示例方法中，该要制造的零件形成在现有零件上。制造零件的一些示例方法进一步包括：接收指示该多个增材制造过程中的每个增材制造过程的成本的信息，并且该工序是部分地基于这些可用增材制造过程中的每个增材制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造系统，包括：/n多个增材制造工具，所述多个增材制造工具被配置用于执行多个增材制造过程；/n处理电路；以及/n机器可读存储设备，所述机器可读存储设备包括机器可读指令，所述机器可读指令当被执行时使所述处理电路：/n接收要制造的零件的模型；/n接收指示所述多个增材制造过程的信息；/n基于所述零件的模型和所述多个增材制造过程来确定用于制造所述零件的工序；并且/n控制所述多个增材制造工具以根据所述工序制造该零件。/n

【技术特征摘要】
20190219 US 16/279,5071.一种增材制造系统，包括：
多个增材制造工具，所述多个增材制造工具被配置用于执行多个增材制造过程；
处理电路；以及
机器可读存储设备，所述机器可读存储设备包括机器可读指令，所述机器可读指令当被执行时使所述处理电路：
接收要制造的零件的模型；
接收指示所述多个增材制造过程的信息；
基于所述零件的模型和所述多个增材制造过程来确定用于制造所述零件的工序；并且
控制所述多个增材制造工具以根据所述工序制造该零件。


2.如权利要求1所述的系统，其中，所述工序包括经由所述多个增材制造过程之一制造所述要制造的零件的多个特征中的每个特征。


3.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个增材制造过程包括气体保护金属弧焊、脉冲气体保护金属弧焊、往复式气体保护金属弧焊、钨极气体保护弧焊、埋弧焊、等离子弧焊和激光焊中的至少两者。


4.如权利要求1所述的系统，其中，所述指令使所述处理电路确定所述要制造的零件的多个特征中的每个特征的材料形式和沉积速率，并且其中，所述工序是基于所确定的经由所述工序要形成的该多个特征中的每个特征的材料形式和沉积速率而确定的。


5.如权利要求1所述的系统，其中，所述工序包括使所述处理电路：
控制第一工具以执行第一过程从而制造所述要制造的零件的第一特征；并且
控制第二工具以执行第二过程从而制造所述要制造的零件的第二特征。


6.如权利要求1所述的系统，其中，所述工序包括使所述处理电路：
控制第一工具以执行第一过程从而使用第一材料形式制造所述要制造的零件的第一特征；并且
控制第二工具以执行第二过程从而使用第二材料形式制造所述要制造的零件的第二特征。


7.如权利要求1所述的系统，进一步包括：运动系统，所述运动系统被配置用于：
使所述要制造的第一零件中的至少一个相对于所述多个增材制造工具而移动；或
使所述多个增材制造工具相对于所述要制造的第一零件而移动。


8.如权利要求7所述的系统，其中，所述指令进一步使所述处理电路接收指示所述运动系统的能力的信息，并且其中，所述工序是部分地基于所述运动系统的能力而确定的。


9.如权利要求7所述的系统，其中，所述运动系统被配置用于调整所述要制造的零件的位置或取向。


10.如权利要求9所述的系统，其中，所述工序包括使所述处理电路：
控制第一工具以执行第一过程从而制造所述要制造的零件的多个特征中的第一特征；
控制所述运动系统以在制造完所述第一特征之后调整所述要制造的零件的位置或取向中的至少一者；并且
控制第二工具以执行第二过程从而制造所述要制造的零件的多个特征中的第二特征。


11.如权利要求1所述的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小史蒂芬·B·马西，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US