[发明专利]一种磁场控制式电弧机器人增材成形方法及装置

权利要求书

1.一种磁场控制式电弧机器人增材成形方法，其特征在于，采用纵向磁场和环形磁场相配合的控制方法，实现电弧控制，进行增材成形；具体如下

磁场发生装置与控制器相连并受控于控制器；

控制器根据焊机反馈的制造参数，调出对应的磁场数据；

增材初期，通过控制磁场发生装置中的励磁电源产生对应强度的纵向磁场，并进行增材；当增材件堆敷的表面出现明显气孔时，通过控制励磁线圈的旋转产生不同频率和强度的环形磁场，对不同位置的熔池进行不同强度的振荡搅拌，直至增材结束。

2.根据权利要求1所述的磁场控制式电弧机器人增材成形方法，其特征在于，所述磁场的机械移动与焊枪移动同步，在焊接过程中，通过所述磁场控制电弧和熔滴过渡行为，促使熔化极气体保护焊熔池内金属熔体强制运动，产生电磁搅拌作用。

3.根据权利要求1所述的磁场控制式电弧机器人增材成形方法，其特征还在于，在环形磁场过程控制中，通过焊枪外部装有传感装置，实时监测熔池励磁线圈高度，并将传感信息反馈给可上下调节的励磁线圈，保证励磁线圈与熔池的间距始终保持一致。

4.根据权利要求1所述的磁场控制式电弧机器人增材成形方法，其特征在于，所述控制器接收的焊机反馈的制造参数具体包括：焊接电流，焊接电压，焊接速度，保护气流量；与制造参数相对应的磁场参数包括磁场强度，磁场频率以及占空比。

5.根据权利要求1所述的磁场控制式电弧机器人增材成形方法，其特征在于，所述通过控制励磁线圈的旋转产生不同频率和强度的环形磁场，具体操作如下：随着增材成型件高度的增加，控制励磁线圈的旋转速度逐渐增大，直到达到稳定速度，即线圈旋转速度与实际焊接速度保持一致时不再变化；在这个过程中，刚出现气孔时，环形磁场的频率和强度较大，直至线圈旋转速度不变时，环形磁场的频率和强度不再变化，直至增材结束。

6.一种磁场控制式电弧机器人增材成形装置，包括由机器人、变位机组成的机械及控制系统和由焊接电源、电弧控制器、送丝机、焊枪组成的焊接系统，其特征在于，还包括：磁场发生装置、交流电源(7)以及控制器(3)，所述的磁场发生装置包扩对称的励磁线圈(2)，空心轴电机(9)，励磁线圈(2)与控制器(3)相连并受控于控制器(3)，激磁电流由自制的交流电源(7)产生；控制器(3)控制励磁线圈(2)产生纵向磁场，并且通过空心轴电机(9)的转动控制器控制励磁线圈(2)产生环形磁场(5)；控制器(3)与交流电源(7)相连，由交流电源(7)向控制器供电；且焊枪内设有一个水冷回路(1)，用于保持枪体温度处于适当的温度范围内。