[发明专利]一种机器人末端带辅助装置的悬空结构增材工艺

权利要求书

1.一种机器人末端带辅助装置的悬空结构增材工艺，其特征在于，通过在机器人末端安装辅助装置，该辅助装置用于输送支撑材料；支撑材料用于支撑增材悬空结构时丝材熔化形成的熔池，增材成形悬空结构；

所述的支撑材料会在成形悬空结构时熔融在悬空结构的内部，成为悬空结构的一部分，最后对悬空构件表面精加工处理；

辅助装置输送支撑材料为金属丝材或金属薄片；

设置增材焊枪和辅助装置均安装在机器人末端；

辅助装置输送的支撑材料与增材件的成分相同；

增材工艺方法包括以下步骤：

步骤S101:在模型中设置至少一个悬空结构；使用Solidworks软件建立目标零件的三维CAD模型，转化成STL格式的数据文件，分层切片得到增材件每层轮廓数据，根据轮廓数据规划出增材样件的熔覆填充路径；

步骤S102:采用CMT电弧增材的方法，按照已经规划出的熔覆填充路径对非悬空部分进行增材打印，该成形过程应选择成形质量好、效率高的工艺参数；

步骤S103:辅助装置输送支撑材料缓慢向悬空部分成形的起点移动，直至支撑材料轻微触碰到悬空部分成形的起点位置；采用CMT电弧增材的方法对悬空部分进行增材成形，辅助装置输送的金属丝材或薄片支撑熔池，熔池受到自身重力、支撑力、表面张力等力的作用不会坠落；熔池利用高温使支撑材料熔融成为悬空结构的一部分，但不会熔透支撑材料；设置该成形过程的工艺参数时应选择热输入小的参数，防止熔池流淌坠落或熔透导致的不良成形；

步骤S104:对获得的悬空结构样件做精加工处理，去除表面不整齐的部分，获得具有悬空结构的目标增材样件；

使用辅助装置增材成形悬空结构的具体工作流程如下：辅助装置缓慢输送金属丝材或金属薄片，直至轻微触碰墙体；输送的支撑材料保持抵住直臂不动，焊枪在支撑材料上自由运动，实现悬空部分增材成型过程；

机器人末端安装的辅助装置具有力学传感器，用于判断输送的支撑材料是否轻微抵住增材样件的非悬空部分。

2.如权利要求1所述的机器人末端带辅助装置的悬空结构增材工艺，其特征在于，悬空结构为柱状或片状悬空结构。

3.如权利要求1所述的机器人末端带辅助装置的悬空结构增材工艺，其特征在于，非悬空部分成形时应选择成形质量好、效率高的工艺参数，悬空部分成形时应选择成型质量好、热输入小的工艺参数，其能量密度要小于成形非悬空部分时的能量密度。

4.如权利要求1所述的机器人末端带辅助装置的悬空结构增材工艺，其特征在于，采用的增材设备中机器人型号为ABB IRB2600工业机器人，焊机型号为Fronius CMT Advanced4000数字化焊机。