[发明专利]用于针对增材制造提供位置反馈的系统和方法

说明书

披露了一种在机器人焊接增材制造工艺过程中校正高度误差的系统和方法。在机器人焊接增材制造工艺过程中在产生当前焊接层时对焊接输出电流和焊丝给送速度中的一者或两者进行取样。基于该焊接输出电流和该焊丝给送速度中的至少一者或两者来确定多个瞬时导电嘴到工件的距离(CTWD)。基于该多个瞬时CTWD来确定平均CTWD。基于该平均CTWD生成用于补偿该当前焊接层的高度上的任何误差的校正因子。

此美国专利申请要求2013年10月22日提交的美国临时专利申请序列号61/894,035的权益和优先权，该申请以其全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本发明的某些实施例涉及弧焊。更具体地，本发明的某些实施例涉及针对机器人焊接增材制造工艺提供位置反馈的系统和方法。

背景技术

在机器人焊接增材制造工艺过程中，建立了多个金属材料相继层以产生工件部件。使用机器人焊接室单元来按照该机器人焊接室单元的机器人控制器的命令随着时间一层接一层地建立该工件部件。该机器人控制器可以包括读取将使用增材(一层接一层)制造工艺来产生的工件部件的3D模型的软件。该机器人控制器以编程方式将该3D模型分为多个层并且为这些单独的层中的每一层规划焊接路径来进行该部件的建造。针对每个层确定期望的焊接沉积，从而针对每个沉积层产生期望的高度。然而，在进行实际的一层接一层焊接时，任何给定层的实际所得高度由于多个因素，例如像工件部件衬底的表面条件(例如，温度或在衬底上的位置)和控制某些焊接参数可以达到的精确度，而可能偏离期望的或希望的高度。平均导电嘴到工件距离可以是以下各项中的一项：针对当前焊接层确定的这些瞬时导电嘴到工件距离的简单数学平均值、针对该当前焊接层确定的这些瞬时导电嘴到工件距离的加权平均值、或针对该当前焊接层确定的这些瞬时导电嘴到工件距离的运行期平均值。

通过将这样的系统和方法与在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施例进行比较，本领域的技术人员将清楚常规的、传统的和已提出的方法的进一步的限制和缺点。

发明内容

提供了一种在机器人焊接增材制造工艺过程中校正高度误差的系统和方法。在机器人焊接增材制造工艺过程中在产生当前焊接层时对焊接输出电流和焊丝给送速度中的一者或两者进行取样。基于该焊接输出电流和该焊丝给送速度中的至少一者或两者来确定多个瞬时导电嘴到工件的距离(CTWD)。基于该多个瞬时CTWD来确定平均CTWD。基于该平均CTWD生成用于补偿该当前焊接层的高度上的任何误差的校正因子。

在一个实施例中，提供了具有焊接电源的焊接系统。该焊接电源被配置成用于：在用于创建3D工件部件的当前焊接层的机器人焊接增材制造工艺过程中对焊接输出电流与焊丝给送速度的瞬时参数对进行实时取样；针对并且至少基于在该当前焊接层的创建过程中所取样到的这些瞬时参数对中的每个参数对来确定瞬时导电嘴到工件距离；基于针对该当前焊接层所确定的每个瞬时导电嘴到工件距离来确定平均导电嘴到工件距离；并且至少基于该平均导电嘴到工件距离来生成将在创建该3D工件部件的下一个焊接层时使用的校正因子。

在一个实施例中，提供了具有焊接电源的焊接系统。该焊接电源被配置成用于：在用于创建3D工件部件的当前焊接层的机器人焊接增材制造工艺过程中对焊接输出电流与焊丝给送速度的瞬时参数对进行实时取样；针对并且至少基于在该当前焊接层的创建过程中所取样的这些瞬时参数对中的每个参数对来实时地确定瞬时导电嘴到工件距离；在该当前焊接层的创建过程中确定每个瞬时导电嘴到工件距离时实时地确定导电嘴到工件距离的运行平均值；并且响应于该导电嘴到工件距离的运行平均值来实时调节在该当前焊接层的创建过程中的焊接持续时间或焊丝给送速度中的一者或多者。

可从随后的说明书、附图和权利要求书中推导出进一步的实施例。从以下描述和附图将更充分地理解本发明所展示实施例的细节。

附图说明

图1展示了机器人焊接室单元的示例性实施例的图解；