一种非均匀回转体零件电弧增材制造工艺规划方法及系统技术方案

本说明书实施例提供了一种非均匀回转体零件电弧增材制造工艺规划方法及系统，其中，方法包括：将STL格式的三维模型根据分层高度进行切片，转换为二维轮廓，将二维轮廓划分为内轮廓和外轮廓后分别存储；根据内轮廓轨迹点建立二维kd搜索树，遍历外轮廓轨迹点搜索最近的内轮廓轨迹点，结成点对；通过计算点对的中轴点坐标及点对之间的距离，根据沉积工艺对每个点对所属层所需的热质力进行计算，作为当前中轴点的工艺属性信息；将中轴点及对应的工艺属性信息转换为实际数控机床成形路径，将成形路径导出为数控机床可执行G代码。本发明专利技术实现了非均匀回转体零件的高质量电弧增材制造。了非均匀回转体零件的高质量电弧增材制造。了非均匀回转体零件的高质量电弧增材制造。

【技术实现步骤摘要】
一种非均匀回转体零件电弧增材制造工艺规划方法及系统


[0001]本文件涉及增材制造
，尤其涉及一种非均匀回转体零件电弧增材制造工艺规划方法及系统。

技术介绍

[0002]增材制造技术是一种数据驱动，结合多学科高端技术的高效绿色原位制造技术，该技术将三维模型通过切片算法转换为一系列二维轮廓，二轮轮廓选择不同的路径规划策略，并匹配最佳工艺参数，在智能在线监控及动态调控技术的帮助下，完成复杂零件的快速制造。
[0003]电弧增材制造是一种以同步供给的丝材为原料，熔化极或非熔化极电弧为热源，机器人或数控机床为载体的增材制造方式。具有设备简易、材料利用率高、成形尺寸不受限制等优点，广泛应用于航空航天、船舶重工等领域。
[0004]对于非均匀回转体零件而言，其成形过程涉及非连续非均匀的热质力分配，而传统连续均匀的成形方法无法获得预期的成形质量与性能，非均匀回转体零件需要在打印过程中根据当前区域标识距离及层高确定所需热质力，进而准确匹配电流、送丝及气流量等工艺参数，从而获得较好的成形质量与性能。同时，非均匀回转体零件中轴线与不同区域壁厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均匀回转体零件电弧增材制造工艺规划方法，其特征在于，包括：S1.将STL格式的三维模型根据分层高度进行切片，转换为二维轮廓，将所述二维轮廓划分为内轮廓和外轮廓后分别进行存储；S2.根据内轮廓轨迹点建立二维kd搜索树，遍历外轮廓轨迹点搜索距离当前外轮廓轨迹点最近的内轮廓轨迹点，结成内外轮廓点对；S3.通过计算所述点对的中轴点坐标及点对之间的距离，根据沉积工艺对每个点对所属层所需的热质力进行计算，作为当前中轴点的工艺属性信息；S4.将中轴点及对应的工艺属性信息转换为实际数控机床成形路径，将成形路径导出为数控机床可执行G代码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将STL格式的三维模型根据分层高度进行切片，转换为二维轮廓具体方法为：建立三角面元拓扑结构；采用多线程并行的方法，根据分层高度对所述三角面元拓扑结构进行切片处理，生成一系列不同高度的Z平面；将一系列Z平面自下而上与STL模型求交得到不同高度层的切片轮廓。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述二维轮廓划分为内轮廓和外轮廓后分别进行存储的具体方法为：分别计算并比较切片轮廓在x方向的最小值，两者中较小的一个点对应的轮廓为外轮廓，较大的点对应的轮廓为内轮廓；将所述外轮廓逆时针存储，所述内轮廓顺时针存储。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：通过kd树得到所述点对的中轴点坐标，中轴点与点对中内轮廓目标点的距离的2倍为点对之间的距离，即为当前位置零件壁厚；根据所有点对之间的距离及层高计算不同位置零件的体积变化，根据沉积工艺计算当前区域所需热质力，并保存为当前中轴点的工艺属性信息。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：将所有中轴点坐标按序存储，作为该零件的成形路径；根据所有中轴点对应的工艺属性信息中当前区域所需热质力，通过BP神经网络预测模型分配合适的送丝、电流和气流量；按照先输出工艺属性信息，再输出成形路径坐标点的顺序遍历中轴点，将工艺属性信息和成形路径转换导出为数控机床可执行G代码。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫朝阳，赵淘，陈树君，刘焜，任希康，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：