一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法技术

本发明专利技术公开了一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法，包括：根据待增材结构件的三维模型进行分区规划，得到每层增材的三维建模尺寸以及对应的多机器人增材制造路径和工艺参数；初始化参数x＝1；按照第x层增材的路径和工艺参数进行第x层增材制造；对第x层增材拍摄熔敷层表面图像；根据熔敷层表面图像对第i层增材进行三维重建，获得其实际三维尺寸；判断x是否等于x

【技术实现步骤摘要】
一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法


[0001]本专利技术属于增材制造领域，具体涉及一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法。

技术介绍

[0002]在大型结构件多机器人协同电弧增材中，增材的路径和工艺参数往往需要事先通过建模软件确定然后进行增材制造。由于实际工艺参数波动、前层增材熔敷层表面起伏状态、熔池流动性等多因素共同影响，通常每一层的实际增材尺寸与理论建模软件的数据存在一定的偏差，这种偏差如果不及时处理，随着逐层增材的进行，偏差会不断累计，最终导致增材过程的中断，甚至是产生增材缺陷。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法。
[0004]本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法，应用于多机器人电弧增材制造系统，所述系统包括多个工业机器人，每个工业机器人的末端均安装线条纹激光传感器，所述方法包括：
[0006]步骤A、根据待增材结构件的三维模型进行增材制造分层分区规划，得到每层增材的三维建模尺寸以及对应的多机器人增材制造路径和工艺参数；
[0007]步骤B、初始化参数x＝1；
[0008]步骤C、按照第x层增材的多机器人增材制造路径和工艺参数进行第x层增材制造；
[0009]步骤D、利用固定在每个工业机器人前端的线条纹激光传感器，分别对所制造的第x层增材拍摄熔敷层表面图像；
>[0010]步骤E、根据多个工业机器人拍摄的熔敷层表面图像对第i层增材的表面形貌进行三维重建，并根据三维重建结果获得第i层增材的实际三维尺寸；
[0011]步骤F、判断x是否等于x
top
；若x等于x
top
，则完成增材制造；若x不等于x
top
，执行步骤G；其中，x
top
是增材总层数；
[0012]步骤G、将第x层增材的实际三维尺寸与其三维建模尺寸进行比较，根据比较结果调整第x+1层增材对应的工艺参数，然后令x＝x+1后返回步骤C。
[0013]在一个实施例中，
[0014]所述步骤B具体包括：初始化参数x＝1、y＝1；
[0015]所述步骤C具体包括：按照第x层增材的第y道子增材的多机器人增材制造路径和工艺参数，制造第x层、第y道子增材；
[0016]所述步骤D具体包括：利用固定在每个工业机器人前端的线条纹激光传感器，对制造完第x层、第y道子增材的第i层增材拍摄熔敷层表面图像；
[0017]所述步骤E具体包括：根据多个工业机器人拍摄的熔敷层表面图像对第i层增材进行三维重建，并根据三维重建结果获得第x层、第y道子增材的实际高度；
[0018]所述方法还包括：步骤H、步骤I以及步骤K；
[0019]步骤H包括：在步骤E与步骤F之间，判断y是否等于y
max
；若y等于y
max
，继续执行步骤F；若y不等于y
max
，执行步骤I；其中，y
max
为第x增材的子增材总道数；
[0020]步骤I具体包括：判断x是否等于x
top
；若x等于x
top
，则令y＝y+1后返回步骤C；若x不等于x
top
，执行步骤K；
[0021]步骤K包括：将第x层、第y道子增材的实际高度与其建模高度进行比较，根据比较结果调整第x+1层、第y道子增材对应的工艺参数；然后令y＝y+1后返回步骤C；
[0022]步骤G具体包括：将第x层、第y道子增材的实际高度与其建模高度进行比较，根据比较结果调整第x+1层、第y道子增材对应的工艺参数；然后令x＝x+1、y＝1后返回步骤C。
[0023]在一个实施例中，
[0024]所述工艺参数，至少包括：增材电源电流I(x,y)和工业机器人的机械手末端移动速度ν(x,y)。
[0025]在一个实施例中，所述根据比较结果调整第x+1层、第y道子增材对应的工艺参数，包括：
[0026]根据第x层、第y道子增材的实际高度与其建模高度的差值e(x,y)，计算ΔI(x,y)＝α*e(x,y)和Δν(x,y)＝β*e(x,y)；其中，α和β分别为预设的工艺参数调整系数；ΔI(x,y)是增材电源电流调整量，Δν(x,y)是机械手末端移动速度调整量；
[0027]利用ΔI(x,y)调整第x+1层、第y道子增材对应的增材电源电流，并利用Δν(x,y)调整第x+1层、第y道子增材对应的机械手末端移动速度。
[0028]在一个实施例中，所述工业机器人为六轴机器人。
[0029]在一个实施例中，所述步骤A中获取的工艺参数包括：增材电源电流、增材电源电压以及工业机器人的机械手末端移动速度。
[0030]在一个实施例中，所述线条纹激光传感器在距离电弧中心30mm时，通过发射波长为650nm、宽度为5cm的红色激光条纹拍摄熔敷层表面图像。
[0031]本专利技术提供的多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法，用固定在每个工业机器人前端的线条纹激光传感器，分别对所制造的每层增材拍摄熔敷层表面图像，根据多个工业机器人拍摄的熔敷层表面图像对第i层增材进行三维重建，并根据三维重建结果获得第i层增材的实际三维尺寸，通过将上层增材的实际三维尺寸与其三维建模尺寸进行比较，调整下一层增材的三维建模尺寸以及对应的工艺参数，从而避免制造偏差不断累计，降低了增材缺陷。
[0032]以下将结合附图及对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例中使用的多机器人电弧增材制造系统的结构示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例中的工业计算机控制线条纹激光传感器进行拍摄的示意图；
[0035]图3是本专利技术实施例中的表面测量软件对熔敷层表面图像进行标定和图像拼接实现熔敷层表面形貌三维重建的示意图；
[0036]图4是本专利技术实施例提供的一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法的流程图；
[0037]图5是本专利技术实施例提供的另一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法的流程图。
具体实施方式
[0038]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0039]为了及时处理增材过程中产生的偏差，避免偏差会不断累计导致增材过程的中断，本专利技术实施例提供了一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法，应用于多机器人电弧增材制造系统，如图1所示，该系统包括多个工业机器人1，该工业机器人1优选为六轴机器人，这种机器人的机械手臂更加灵活，更有利于精密增材构建的制造。示例性的，可以使用ABB公司生产的ABB机器人，当然并不局限于此。
[0040]如图1中所示的，每个工业机器人1的末端均安装线条纹激光传感器5。该系统还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法，其特征在于，应用于多机器人电弧增材制造系统，所述系统包括多个工业机器人，每个工业机器人的末端均安装线条纹激光传感器，所述方法包括：步骤A、根据待增材结构件的三维模型进行增材制造分层分区规划，得到每层增材的三维建模尺寸以及对应的多机器人增材制造路径和工艺参数；步骤B、初始化参数x＝1；步骤C、按照第x层增材的多机器人增材制造路径和工艺参数进行第x层增材制造；步骤D、利用固定在每个工业机器人前端的线条纹激光传感器，分别对所制造的第x层增材拍摄熔敷层表面图像；步骤E、根据多个工业机器人拍摄的熔敷层表面图像对第i层增材的表面形貌进行三维重建，并根据三维重建结果获得第i层增材的实际三维尺寸；步骤F、判断x是否等于x
top
；若x等于x
top
，则完成增材制造；若x不等于x
top
，执行步骤G；其中，x
top
是增材总层数；步骤G、将第x层增材的实际三维尺寸与其三维建模尺寸进行比较，根据比较结果调整第x+1层增材对应的工艺参数，然后令x＝x+1后返回步骤C。2.根据权利要求1所述的多机器人电弧增材制造表面测量与动态规划方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：初始化参数x＝1、y＝1；所述步骤C具体包括：按照第x层增材的第y道子增材的多机器人增材制造路径和工艺参数，制造第x层、第y道子增材；所述步骤D具体包括：利用固定在每个工业机器人前端的线条纹激光传感器，对制造完第x层、第y道子增材的第i层增材拍摄熔敷层表面图像；所述步骤E具体包括：根据多个工业机器人拍摄的熔敷层表面图像对第i层增材进行三维重建，并根据三维重建结果获得第x层、第y道子增材的实际高度；所述方法还包括：步骤H、步骤I以及步骤K；步骤H包括：在步骤E与步骤F之间，判断y是否等于y
max
；若y等于y
max
，继续执行步骤F；若y不等于y
max
，执行步骤I；其中，y
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，王克鸿，周琦，彭勇，朱敏凤，罗茜，
申请(专利权)人：江苏烁石焊接科技有限公司，
类型：发明
国别省市：