一种实时同步沉积的工业机器人熔融沉积制造系统及应用技术方案

本发明专利技术属于增材制造相关技术领域，其公开了一种实时同步沉积的工业机器人熔融沉积制造系统及应用，系统包括：工业机器人，工业机器人包括机械臂、变位机、成形基板以及熔融沉积头，熔融沉积头设于机械臂的端部；变位机设于成形基板的下部，用于调整成形基板的位姿；沉积头控制系统，用于控制和监测熔融沉积头的作动；工业机器人控制系统，用于控制和监测机械臂和变位机的作动；上位机控制系统与沉积头控制系统和工业机器人控制系统通信连接，沉积头控制系统和工业机器人控制系统通信连接。本申请实现了沉积头与机器人的同步控制，解决了打印速度与挤料速度的耦合和匹配问题。印速度与挤料速度的耦合和匹配问题。印速度与挤料速度的耦合和匹配问题。

【技术实现步骤摘要】
一种实时同步沉积的工业机器人熔融沉积制造系统及应用


[0001]本专利技术属于增材制造技术相关
，更具体地，涉及一种实时同步沉积的工业机器人熔融沉积制造系统及应用。

技术介绍

[0002]增材制造是一种数字化成形技术，通过熔融材料的分层堆积，快速成形得到实体零件，增材制造技术具有材料利用率高、可成形复杂结构、自动化程度高一级成形效率高的特点，在快速制模、医学、生物工程、教育、建筑、工业设计等众多领域都有广泛的应用，常见的聚合物增材制造技术包括光敏树脂立体光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)以及熔融沉积或熔丝制造(FDM/FFF)。
[0003]熔融沉积(FDM)成形耗材是如丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚醚醚酮(PEEK)等聚合物丝材，FDM成形技术的完整过程为：(1)首先建立目标零件的三维模型；(2)然后对零件三维模型进行离散化，即分层切片及路径规划，获得零件成形的程序代码G
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code；(3)将程序写入FDM打印设备，设备读取程序，将聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时同步沉积的工业机器人熔融沉积制造系统，其特征在于，所述系统包括：工业机器人(1)，所述工业机器人(1)包括机械臂(1
‑
1)、变位机(1
‑
3)、成形基板(1
‑
2)以及熔融沉积头(6)，其中，所述熔融沉积头(6)设于所述机械臂(1
‑
1)的端部；所述变位机(1
‑
3)设于所述成形基板(1
‑
2)的下部，用于调整所述成形基板(1
‑
2)的位姿；所述成形基板(1
‑
2)用于承载所述熔融沉积头(6)的沉积浆料；沉积头控制系统(5)，用于控制和监测熔融沉积头(6)的作动；工业机器人控制系统(4)，用于控制和监测所述机械臂(1
‑
1)和变位机(1
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3)的作动；上位机控制系统(2)与所述沉积头控制系统(5)和工业机器人控制系统(4)通信连接，所述沉积头控制系统(5)和工业机器人控制系统(4)通信连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉积头控制系统(5)控制熔融沉积头(6)的控制模型为：0.25d≤h≤d(d+h)≤w≤(d
w
+h)其中，Vm为熔融沉积头(6)的送料电机的转速，w为沉积宽度，h为沉积层高，v2为机器人末端带动熔融沉积头(6)运动的速度，D为被熔融沉积头(6)中送入丝材的直径，d为熔融沉积头(6)的喷嘴内径，d
w
为熔融沉积头(6)的喷嘴外径，ratio为挤出倍率因子。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述沉积头控制系统(5)还包括反馈模块，所述反馈模块用于修正所述机器人末端带动熔融沉积头(6)运动的速度，所述反馈模块为：所述反馈模块用于修正所述机器人末端带动熔融沉积头(6)运动的速度，所述反馈模块为：其中，v
’
2(T+ΔT)
为下一时刻机器人末端带动熔融沉积头(6)运动修正后的速度；为下一时刻机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志高，周华民，杨飞，蒋威，周何乐子，张云，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：