[发明专利]高度自动跟随的电弧增材制造打印装置与打印方法

权利要求书

1.一种高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，包括多轴机器人、焊枪、测距传感器以及控制器，其中：

所述焊枪安装在多轴机器人的法兰盘上，并被设置成跟随多轴机器人同步运动；

所述测距传感器安装在所述法兰盘上，位于焊枪的至少一侧，并且所述测距传感器的感应方向与焊枪的朝向平行；

其中，所述控制器与所述测距传感器连接，控制测距传感器检测与打印层的距离检测值，并根据距离检测值与预设值的偏差确定焊枪高度修正数据，控制多轴机器人基于焊枪高度修正数据调整焊枪的打印高度，以及基于累积修正数据控制进入多轴机器人执行目标程序跳转，在跳转的目标程序中，所述焊枪对打印完成的最后一层进行二次打印。

2.根据权利要求1所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，所述焊枪的纵长轴线与加工的工件表面垂直。

3.根据权利要求1所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器。

4.根据权利要求1所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，所述控制器根据测距传感器的多个检测值，基于设定的规则筛选其中的有效值，将有效值的平均值作为焊枪到工件表面的实际高度。

5.根据权利要求1所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，所述控制器根据获得的实际高度与预设值的差值确定焊枪高度修正数据；所述的差值为正时，减小焊枪的与工件表面的间隙；所述差值为负时，增大焊枪的与工件表面的间隙，增大或者减小的幅度与焊枪高度修正数据的绝对值一致。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，在打印序列中，所述控制器累积每层打印的焊枪高度修正数据，并且在累积的焊枪高度修正数据达到设定的阈值时，控制进入所述的目标程序。

7.根据权利要求6所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印装置，其特征在于，在打印序列中，所述控制器响应于跳转到目标程序而中断累积，并从目标程序恢复到打印序列后的第一层打印开始重新累积焊枪高度修正数据。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的装置的高度自动跟随的电弧增材制造打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

打印序列中，在单层打印完成后，通过测距传感器检测与打印层的距离，并根据距离检测值与预设值做比较确定焊枪高度修正数据，控制多轴机器人基于焊枪高度修正数据调整焊枪的打印高度，以及基于累积修正数据控制进入多轴机器人执行目标程序跳转，在跳转的目标程序中，所述焊枪对打印完成的最后一层进行二次打印。

9.根据权利要求8所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

根据测距传感器的多个检测值，基于设定的规则筛选其中的有效值，将有效值的平均值作为焊枪到工件表面的实际高度；以及

根据获得的实际高度与预设值得差值确定焊枪高度修正数据；所述的差值为正时，减小焊枪的与工件表面的间隙；所述差值为负时，增大焊枪的与工件表面的间隙，增大或者减小的幅度与焊枪高度修正数据的绝对值一致。

10.根据权利要求8所述的高度自动跟随的电弧增材制造打印方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

在打印序列中，累积每层打印的焊枪高度修正数据，并且在累积的焊枪高度修正数据达到设定的阈值时，控制多轴机器人执行运动程序跳转，在跳转的目标程序中，多轴机器人携带焊枪对最后打印的一层进行二次打印；

其中，响应于跳转到目标程序而中断焊枪高度修正数据的累积，并从目标程序恢复到打印序列后的第一层打印开始重新累积焊枪高度修正数据。