一种滑板底盘的电弧增材系统及工艺方法技术方案

本发明专利技术涉及一种滑板底盘的电弧增材系统及工艺方法，属于智能增材技术领域。包括：机器人、增材焊枪、柔性平台以及设于柔性平台上的基板。所述增材焊枪自身角度相对地面保持不变，其空间位置根据焊接需求在运动机构的作用下发生改变；待加工滑板底盘基于焊接需求在柔性平台的作用下发生预定角度的转动，实现增材焊枪在焊接时相对于滑板底盘的焊接角度变化；打印时，将待加工滑板底按照预定区域进行划分，按照所述预定区域进行单独打印。在划分区域构建模型的动态增材路径及姿态程序，选用最优的增材路径和姿态程序执行对应的命令。本发明专利技术相比于传统制造技术，增材技术有着制造成本低和制造周期短的优势。低和制造周期短的优势。低和制造周期短的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种滑板底盘的电弧增材系统及工艺方法


[0001]本专利技术属于智能增材
，特别涉及一种滑板底盘的电弧增材系统及工艺方法。

技术介绍

[0002]滑板式底盘配合智能化主动避撞系统，将使未来车辆发生碰撞的概率越来越小。车身整体的质量可以制造得越来越轻，甚至可以用塑料或者布进行制造，车型开发周期大大缩短，底盘结构不变，通过搭配不同的车身可以方便地做成各种车型，这代表了汽车制造未来的发展趋势。电弧增材技术是一种快速、低成本制造技术，特别适用于生产制造、航空、航海、能源等领域复杂构件的多样、个性、轻量化的制造。相比于传统制造技术，增材技术有着制造成本低和制造周期短的优势。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，提供了一种滑板底盘的电弧增材系统及方法。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：一种滑板底盘的电弧增材系统，包括：运动机构；机器人，安装于所述运动机构上；所述机器人包括本体，所述本体的末端安装有增材焊枪；柔性平台，其上表面安装有基板，所述基板被设置为固定待加工滑板底盘；其中，增材焊枪自身角度相对地面保持不变，其空间位置根据焊接需求在运动机构的作用下发生改变；待加工滑板底盘基于焊接需求在柔性平台的作用下发生预定角度的转动，实现增材焊枪在焊接时相对于滑板底盘的焊接角度变化；打印时，将待加工滑板底按照预定区域进行划分，按照所述预定区域进行单独打印。
[0005]通过采用上述技术方案，在机器人装置的本体末端设置增材焊枪，将本体设置在所述运动机构上，两者之间建立通讯，以通讯控制运动机构和本体实现增材焊枪的位置改变，配合柔性平台控制基板的运动，使得增材焊枪在基板上，按照软件的划分在对应的区域完成子结构的打印工作。
[0006]在进一步的实施过程中，还包括：送丝单元，其输出端连接于所述增材焊枪；保护气输送单元，其输出端连接于所述增材焊枪；增材电源，电性连接于所述送丝单元和所述保护器输送单元的输入端。
[0007]通过上述技术方案，设置送丝单元保证设备的长时间打印，设置保护气输送单元保证打印过程中起弧、熄弧以及打印过程中的安全。
[0008]在进一步的实施过程中，所述机器人装置还包括：控制柜，电性连接于所述本体；所述控制柜与所述运动机构之间存在通讯连接；
示教器，通过所述本体上的端口与机器人连接。
[0009]通过上述技术方案，设置控制柜使得本体和运动机构能够得到统一控制，协同调整增材焊枪的空间位置，通过示教器应对打印过程中的其它情况。
[0010]一种滑板底盘的电弧增材方法，包括以下步骤：步骤一、基于待加工滑板底盘的整体构造进行结构划分，得到划分后的至少四个子结构，所述四个子结构分别为：左顶部、右顶部，底盘主体和端盖；步骤二、将滑板底盘三维模型导入电弧增材离线编程软件中，基于上述四个子结构的结构特征，对滑板底盘三维模型进行对应的区域划分；并将所述滑板底盘划分之后得到的区域映射到基板上，分别标记为一区、二区、三区和四区；步骤三、构建关于滑板底盘三维模型的动态增材路径及姿态程序，电弧增材离线编程软件在执行命令时，根据所述子结构的结构特征，选用最佳的增材路径及姿态程序，设定对应的打印参数；步骤四、所述运动机构根据基板上标记的一区、二区、三区和四区，调整所述机器人装置的空间位置；所述机器人本体根据最佳的增材路径及姿态程序，调节所述增材焊枪至相应位置，开始打印；步骤五、所述送丝单元将金属丝运送至所述增材焊枪的枪口位置，所述保护气输送单元输送惰性气体至增材焊枪的起弧位置；通过所述示教器控制增材焊枪的起弧，随着打印的持续进行，所述控制柜通过调控运动机构和所述本体改变增材焊枪的空间位置，结合所述柔性平台改变增材焊枪相对于滑板底盘角度，使得制造过程按照所述最佳的增材路径和姿态程序增材打印；步骤六、按照标记的区域依次执行打印命令，待所有子结构打印完毕之后，将其从所述基板上切除，根据滑板底盘机构的划分完成子结构之间的拼接工作并并处理拼接和切除的区域。
[0011]通过上述技术方案，将滑板底盘的整体结构进行划分，这样划分的目的是减小打印难度，缩短打印时间，方便后续焊接；将所要制造的滑板底盘的三维模型导入离线编程软件，自动生成对应的增材区域，并将该增材区域映射到基板；确定最优的增材路径和模型姿态，设置子结构的打印参数，在打印结束之后进行子结构之间焊接，处理焊接留下的焊缝，完成整个滑板底盘的制造。
[0012]在进一步的实施过程中，所述姿态程序包括：滑板底盘三维模型的姿态和软件内基板上的支撑件模型的姿态；所述增材路径包括：滑板底盘三维模型的增材路径和软件内基板上的支撑件模型的增材路径。
[0013]通过上述技术方案，在部分特殊位置的打印时，为保证子结构的质量，会在软件内设计打印所需支撑件，在增材打印时，支撑件可保证子结构成品的质量。
[0014]在进一步的实施过程中，所述电弧增材离线编程软件中设置有关于相邻打印层之间停留时间的输出命令。
[0015]在进一步的实施过程中，所述打印命令和所述层间停留时间命令交替执行，每完成一层打印开始执行停留时间执行命令，所述停留的时间为至少30s。
[0016]通过上述技术方案，为保证打印的质量和打印的安全性，在每一层的打印结束后会执行层间停留时间命令，通过冷却和惰性气体的保护让打印层快速成型，开始下一层的
打印工作。
[0017]在进一步的实施过程中，所述增材路径的构建流程如下：定义d为动态增材路径，打印的原始点位为（x0,y0,z0），打印的最终点位为（x
n
,y
n
,z
n
）；则整体打印的最佳动态增材路径为D={d
min
}。
[0018]通过上述技术方案，为保证子结构打印的时间周期，需要选用最优增材路径，通过上述计算公式在软件中得出最优解。
[0019]在进一步的实施过程中，所述姿态程序的构建流程如下：定义Q表示打印完毕之后滑板底盘整体的用料量，W为打印完毕之后支撑件模型用料量；则整体的用料量为则整体的用料量为得到最佳姿态时整体的总用料量为Z={Q+W
min
}则整体打印所需的最短时间为其中t表示支撑件打印时有效的用料时间，t1为最佳姿态时整体的总用料量最少情况下总的添加层停留时间，v为打印速度，H为打印的层高，w为单次打印的宽度。
[0020]通过采用上述技术方案，在确定最佳的增材路径之后，使用上述的计算公式确定最佳的姿态模型，在保证打印子结构的质量的情况下，进一步缩短打印的周期，节约打印耗材。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术是关于滑板底盘的增材技术，将滑板底盘按照结构进行分割，把滑板底盘的三维模型导入到电弧增材离线编程软件中，根据上述子结构的分割生成对应增材区域，并将该区域映射到基板上；根据子结构的结构特征选用最佳的增材路径和姿态程序，设置对应的打印参数完成打印；配合上述实施方案的一种全自动滑板底盘的增材制造系统，实现整个制造过程，相比底盘的传统制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滑板底盘的电弧增材系统，其特征在于，包括：运动机构；机器人，安装于所述运动机构上；所述机器人包括本体，所述本体的末端安装有增材焊枪；柔性平台，其上表面安装有基板；所述基板被设置为固定待加工滑板底盘；其中，所述增材焊枪自身角度相对地面保持不变，其空间位置根据焊接需求在运动机构的作用下发生改变；待加工滑板底盘基于焊接需求在柔性平台的作用下发生预定角度的转动，实现增材焊枪在焊接时相对于滑板底盘的焊接角度变化；打印时，将待加工滑板底按照预定区域进行划分，按照所述预定区域进行单独打印。2.根据权利要求1所述的一种滑板底盘的电弧增材系统，其特征在于，还包括：送丝单元，其输出端连接于所述增材焊枪；保护气输送单元，其输出端连接于所述增材焊枪；增材电源，电性连接于所述送丝单元和所述保护器输送单元的输入端。3.根据权利要求1所述的一种滑板底盘的电弧增材系统，其特征在于，所述机器人还包括：控制柜，电性连接于所述本体；所述控制柜与所述运动机构以及柔性平台之间存在通讯连接；示教器，通过所述本体上的端口与机器人连接。4.使用如权利要求1至3中任意一项所述滑板底盘的电弧增材系统的电弧增材方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、基于待加工滑板底盘的整体构造进行结构划分，得到划分后的至少四个子结构，所述四个子结构分别为：左顶部、右顶部，底盘主体和端盖；步骤二、将滑板底盘三维模型导入电弧增材离线编程软件中，基于上述四个子结构的结构特征，对滑板底盘三维模型进行对应的区域划分；并将所述滑板底盘三维模型划分之后得到的区域映射到基板上，分别标记为一区、二区、三区和四区；步骤三、构建关于滑板底盘三维模型的动态增材路径及姿态程序，电弧增材离线编程软件在执行命令时，根据所述子结构的结构特征，选用最佳的增材路径及姿态程序，设定对应的打印参数；步骤四、所述运动机构根据基板上标记的一区、二区、三区和四区，调整所述机器人的空间位置；所述本体根据最佳的增材路径及姿态程序，调节所述增材焊枪至相应位置，开始打印；步骤五、所述送丝单元将金属丝送至所述增材焊枪的枪口位置，所述保护气输送单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春华，唐凯，秦鹤祥，李鹏一，
申请(专利权)人：南京联空智能增材研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：