高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术

王天琪 李天旭 李亮玉 杨壮

王天琪, 李天旭, 李亮玉, 杨壮. 复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术[J]. 焊接学报, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
引用本文: 王天琪, 李天旭, 李亮玉, 杨壮. 复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术[J]. 焊接学报, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
WANG Tianqi, LI Tianxu, LI Liangyu, YANG Zhuang. Off-line programming technology for arc additive manufacturing of thin-walled components with complex structures[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
Citation: WANG Tianqi, LI Tianxu, LI Liangyu, YANG Zhuang. Off-line programming technology for arc additive manufacturing of thin-walled components with complex structures[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125

复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术

doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(U1733125);天津市自然科学基金资助项目(17JCZDJC38700);天津市自然科学基金面上资助项目(18JCYBJC18700)

Off-line programming technology for arc additive manufacturing of thin-walled components with complex structures

  • 摘要: 将增材制造技术和弧焊机器人技术相结合,对复杂薄壁件进行电弧增材制造技术研究. 首先在传统的分层方法的基础上,对成形过程中高度变化的几何模型进行预测并分析,再通过机器人的离线编程与轨迹规划技术,实现成形轨迹的自动提取. 进一步利用圆弧离散局部逼近算法,对复杂薄壁件的切片截面进行微分,计算出四元数矩阵,实现焊枪位姿自动调整;并对焊接工艺进行改良,保证成形质量. 最后通过焊制部分薄壁件进行试验验证. 结果表明,薄壁件成形质量良好,预测尺寸与实际成形尺寸误差不超过1 mm.
  • [1] Spencer J D, Dickens P M, Wykes C M. Rapid prototyping of metal parts by three-dimensional welding[J]. Journal of Engineering Manufacture, 1998, 212(3):175-182.
    [2] 杨建华,张定华,吴宝海.考虑加工过程的复杂薄壁件加工综合误差补偿方法[J].航空学报, 2014, 35(11):3174-3181 Yang Jianhua, Zhang Dinghua, Wu Baohai. A comprehensive error compensation approach considering machining process for complex thin-wall parts machining[J]. Acta Aeronautica et Astronauica Sinica, 2014, 35(11):3174-3181
    [3] Feng J, Zhang H, He P. The CMT short-circuiting metal transfer process and its use in thin aluminium sheets welding[J]. Materials&Design, 2009, 30(5):1850-1852.
    [4] 柏久阳,王计辉,林三宝,等.铝合金电弧增材制造焊道宽度尺寸预测[J].焊接学报, 2015, 36(9):87-90 Bai Jiuyang, Wang Jihui, Lin Sanbao, et al. Width prediction of aluminium alloy weld additively manufactured by TIG arc[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2015, 36(9):87-90
    [5] 李玉龙,张华,张光云,等.基于TIG堆焊技术的低碳钢零件精密增材制造[J].焊接学报, 2009, 30(9):37-40 Li Yulong, Zhang Hua, Zhang Guangyun, et al. Precision rapid prototyping of steel parts using TIG depositision technology[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2009, 30(9):37-40
    [6] Kazanas P, Deherkar P, Almeida P, et al. Fabrication of geometrical features using wire and arc additive manufacture[J]. Journal of Engineering Manufacture, 2012, 226(6):1042-1051.
    [7] Panchagnula J S, Simhambhatla S. Manufacture of complex thin-walled metallic objects using weld-deposition based additive manufacturing[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2018, 49:194-203.
    [8] 刘一搏,孙清洁,姜云禄,等.基于冷金属过渡技术增材制造工艺[J].焊接学报, 2014, 35(7):1-4 Liu Yibo, Sun Qingjie, Jiang Yunlu, et al. Rapid prototyping process based on cold metal transfer arc welding technology[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2014, 35(7):1-4
    [9] 宋月娥,吴林,田劲松,等.用于机器人离线编程的作业标定算法[J].焊接学报, 2002, 23(3):32-36 Song Yuee, Wu Lin, Tian Jinsong, et al. Operation object calibration algorithm used for robotic offline programming[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2002, 23(3):32-36
    [10] Zhang Y M, Chen Y, Li P, et al. Weld deposition-based rapid prototyping:a preliminary study[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2003, 135(2-3):347-357.
  • [1] 冯曰海, 汤荣华, 刘思余, 陈琪.  308L不锈钢热丝等离子弧增材构件组织和性能 . 焊接学报, 2021, 42(5): 77-83. doi: 10.12073/j.hjxb.20200512001
    [2] 郭顺, 王鹏翔, 周琦, 朱军, 顾介仁.  等离子弧增材制造双金属交织结构微观组织及力学性能 . 焊接学报, 2021, 42(3): 14-19. doi: 10.12073/j.hjxb.20201125004
    [3] 苗玉刚, 李春旺, 赵慧慧, 邹俊攀, 张鹏.  铜/钢复合接头旁路热丝等离子弧增材特性分析 . 焊接学报, 2019, 40(5): 95-99. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400134
    [4] 占彬, 冯曰海, 何杰, 刘思余.  碳钢双丝与单丝等离子弧增材制造成形及组织特征分析 . 焊接学报, 2019, 40(6): 77-81. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400158
    [5] 何杰, 冯曰海, 张林, 占彬.  高强Al-Mg合金钨极氩弧双丝增材制造工艺与组织性能 . 焊接学报, 2019, 40(7): 109-113. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400191
    [6] 王天琪, 杨壮, 李亮玉, 何俊杰.  悬空特征结构件电弧增材制造成形及算法优化 . 焊接学报, 2019, 40(12): 78-82. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400317
    [7] 杨壮, 王天琪, 李亮玉, 李天旭.  厚壁结构件电弧增材制造成形方法及工艺 . 焊接学报, 2019, 40(10): 100-105. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400270
    [8] 樊丁, 李楠, 黄健康, 余淑荣, 袁文.  旁路耦合微束等离子弧增材制造自适应高度控制系统 . 焊接学报, 2019, 40(11): 1-7. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400279
    [9] 苗玉刚1,李春旺1,张鹏2,封小松3,赵慧慧3.  不锈钢旁路热丝等离子弧增材制造接头特性分析 . 焊接学报, 2018, 39(6): -. doi: 10.12073/j.hjxb.2018390144
    [10] 柏久阳, 王计辉, 林三宝, 杨春利.  铝合金电弧增材制造焊道宽度尺寸预测 . 焊接学报, 2015, 36(9): 87-90.
    [11] 张广军, 冷孝宇, 吴林.  弧焊机器人结构光视觉传感焊缝跟踪 . 焊接学报, 2008, (9): 8-10.
    [12] 冯胜强, 胡绳荪, 杜乃成.  基于UG的弧焊机器人离线编程系统的设备建模 . 焊接学报, 2008, (4): 89-92.
    [13] 张连新, 高洪明, 吴林, 张广军.  弧焊机器人示教编程器的设计 . 焊接学报, 2006, (8): 103-107.
    [14] 周律, 陈善本, 林涛, 陈文杰.  基于局部视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划 . 焊接学报, 2006, (1): 49-52.
    [15] 张连新, 高洪明, 张广军, 吴林.  混合式弧焊机器人编程语言 . 焊接学报, 2006, (7): 105-108,112.
    [16] 陈文杰, 陈善本, 林涛.  基于Internet的弧焊机器人远程运动仿真与控制 . 焊接学报, 2004, (6): 43-46.
    [17] 徐德, 涂志国, 赵晓光, 谭民.  弧焊机器人的视觉控制 . 焊接学报, 2004, (4): 10-14.
    [18] 王克鸿, 刘永, 徐越兰, 余进, 周毅仁.  弧焊机器人离线编程系统 . 焊接学报, 2001, (4): 84-86.
    [19] 田劲松, 吴林, 戴明.  弧焊机器人任务级离线编程系统的设计 . 焊接学报, 2000, (2): 22-25.
    [20] 崔鲲, 戴明, 吴林, 孙论强.  冗余自由度弧焊机器人路径自主规划的优化控制 . 焊接学报, 1998, (3): 64-70.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  246
  • HTML全文浏览量:  19
  • PDF下载量:  86
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-05

复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术

doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(U1733125);天津市自然科学基金资助项目(17JCZDJC38700);天津市自然科学基金面上资助项目(18JCYBJC18700)

摘要: 将增材制造技术和弧焊机器人技术相结合,对复杂薄壁件进行电弧增材制造技术研究. 首先在传统的分层方法的基础上,对成形过程中高度变化的几何模型进行预测并分析,再通过机器人的离线编程与轨迹规划技术,实现成形轨迹的自动提取. 进一步利用圆弧离散局部逼近算法,对复杂薄壁件的切片截面进行微分,计算出四元数矩阵,实现焊枪位姿自动调整;并对焊接工艺进行改良,保证成形质量. 最后通过焊制部分薄壁件进行试验验证. 结果表明,薄壁件成形质量良好,预测尺寸与实际成形尺寸误差不超过1 mm.

English Abstract

王天琪, 李天旭, 李亮玉, 杨壮. 复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术[J]. 焊接学报, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
引用本文: 王天琪, 李天旭, 李亮玉, 杨壮. 复杂结构薄壁件电弧增材制造离线编程技术[J]. 焊接学报, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
WANG Tianqi, LI Tianxu, LI Liangyu, YANG Zhuang. Off-line programming technology for arc additive manufacturing of thin-walled components with complex structures[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
Citation: WANG Tianqi, LI Tianxu, LI Liangyu, YANG Zhuang. Off-line programming technology for arc additive manufacturing of thin-walled components with complex structures[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2019, 40(5): 42-47. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400125
参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回