[发明专利]一种自适应调参的电弧增材制造方法及系统

说明书

本发明涉及一种自适应调参的电弧增材制造方法及系统，该方法包括：获取三维模型；进行分层切片处理得到分层路径，构成初步路径点集，判断是否执行分层路径调整，是则基于初步路径点集进行路径点的简化或细分；进行焊接路径规划，得到调整后的路径结果；根据路径结果设置焊接参数，选择焊接工艺；对焊接过程进行仿真验证，判断是否继续调整路径结果；根据验证后的路径结果生成相应的焊接指令，并在焊接指令前增加焊接平台预热指令，得到执行指令集，发送至焊机与机器人；响应接收到的执行指令集，实现增材制造。本发明能够有效提高效率和精度，大大降低电弧增材制造的难度。

技术领域

本发明涉及金属增材制造技术领域，尤其涉及一种自适应调参的电弧增材制造方法及系统。

背景技术

目前，在电弧增材制造领域，应用于机器人且基于焊机的增材制造技术较少，并且所生成的机器人运动路径无法直接用于实际制造中，也无法进行仿真。同时，在实际的生产中往往需要工程师利用示教器进行编程，对于复杂的环境，示教器编程比较麻烦，此时又需要离线编程技术对路径进行规划。因此，现有基于焊机的增材制造技术常有以下缺点：人工设计路径对工程师要求较高，设计方案制定时间长；无法线上仿真，容易造成材料浪费，同时制造周期长；三维模型路径较多，起收弧以及工艺的改变较为困难；机器人内存有限，可执行文件过于占用存储空间等。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种自适应调参的电弧增材制造方法及系统，以便提高增材制造的效率，减少制造周期，简单快速实现电弧增材制造。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自适应调参的电弧增材制造方法，包括如下步骤：

S1、获取用于增材制造的三维模型；

S2、对所述三维模型进行分层切片处理得到分层路径，构成初步路径点集；根据所述初步路径点集的数据量，判断是否执行分层路径调整，是则基于所述初步路径点集进行路径点的简化或细分，否则继续执行；

S3、基于所述初步路径点集进行焊接路径规划，得到调整后的路径结果；

S4、根据焊接路径规划的路径结果设置焊接参数，选择焊接工艺；

S5、对焊接过程进行仿真验证，判断是否继续调整路径结果，是则返回步骤S3，否则继续执行；

S6、根据验证后的路径结果生成相应的焊接指令，并在焊接指令前增加焊接平台预热指令，得到执行指令集，发送至焊机与机器人；

S7、所述焊机与机器人响应接收到的所述执行指令集，实现增材制造。

优选地，所述步骤S2中，执行分层路径调整时，若所述初步路径点集的数据量超过机器人存储阈值，则通过SOM方法对所述初步路径点集进行逐层简化，所述SOM方法包括如下步骤：

S2-101、将初步路径点集中，每层的路径点按照路径点顺序以三个为一个向量，作为样本输入SOM网络；

S2-102、对输入样本中的路径点进行SOM聚类，得到聚类中心；

S2-103、分别计算三个路径点到聚类中心的距离；

S2-104、选取到聚类中心距离最小的路径点；

S2-105、执行判断，若该路径点与相邻路径点所构成的边的长度在长度阈值限定范围内，边所形成的夹角在角度阈值限定范围内，则删除该路径点，否则返回步骤S2-101，直至完成对初步路径点集的简化。

优选地，所述步骤S2-105中，长度阈值根据路径点所属层自适应更新，更新公式包括：