一种等离子焊接快速成形的系统和方法技术方案

本申请提供一种等离子焊接快速成形的系统，中心控制器根据目的成形零件的形状建模，对建立的模型进行切片及数据处理，生成焊接成形路径代码，以及生成控制等离子电源工作模式的控制信号；等离子电源依据控制信号启动与控制信号对应的工作模式；焊接装置依据该工作模式下的工艺参数产生电弧熔化填充的焊丝，形成熔池，并在成形基板的表面，沿着焊接成形路径，逐层堆积形成实体目的成形零件。本申请提供的系统，利用温度控制装置调节等离子电源的输出功率，进而控制熔池的温度，从而提高了成形零件的精度。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于材料加工
，尤其涉及。
技术介绍
快速成形是基于离散/堆积成形原理，将根据目的成形零件的形状制作的零件三维模型，沿某一坐标方向按一定的厚度进行分层切片处理，然后由焊接电弧将金属丝材熔化，按既定的成形路径堆积成形每一薄层，层层堆积最终形成三维实体零件。现有的快速成形技术常采用激光成形技术和熔焊成形技术，一般是采用激光或者电弧作为热源，将填充材料熔化并堆积在基板上，一层一层进行堆积，一层完成后调节基板或焊接装置的高度，继续进行下一层的堆积，直至完成整个零件模型。但是，由于在成形过程中，热量的不断积累会导致熔池的温度逐渐升高，而熔池的温度变化会导致凝固的焊道形状变化，当熔池的温度过高或过低都会导致焊道的形状不规则，进而使得成形零件的表面精度受影响。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种等离子焊接快速成形的系统，使完成的零件表面平整光滑。为保证本申请提供的一种等离子焊接快速成的系统在实际中的应用，还提供了一种等离子焊接快速成形的方法。—种等离子焊接快速成形的系统，包括中心控制器、焊接装置、等离子电源和温度控制装置；所述中心控制器，用于根据目的成形零件的形状建模，并对建立的模型进行切片及数据处理，生成焊接成形路径代码，以及生成控制所述等离子电源工作模式的控制信号;所述等离子电源，用于依据所述控制信号启动与所述控制信号对应的工作模式， 并输出与所述工作模式对应的工作电流；所述焊接装置，用于依据所述工作模式下的工艺参数产生电弧熔化填充的焊丝， 并在基板的表面所述成形路径堆积成形一层，逐层堆积形成实体目的成形零件；所述温度控制装置，用于在成形过程中对熔池的温度进行实时测量，对测量得到的温度值进行分析得到反馈信号，并依据反馈信号调整工作电流的功率，从而实现对熔池温度的控制。上述的系统，优选的，还包括测温仪，用于对所述熔池的温度进行测量；调节器，用于将所述测温仪测得的熔池的温度与预设温度进行比较，并依据比较结果对所述等离子电源的输出功率进行调节。上述的系统，优选的，所述焊接装置包括焊接控制器、焊接机器人、焊枪和变位机；所述焊接控制器，用于依据所述中心控制器的焊接成形路径代码生成焊枪路径轨迹和变位机移动轨迹；所述焊接机器人，用于夹持所述焊枪，并依据所述焊枪路径轨迹移动，使得焊枪移动的轨迹与所述焊枪路径轨迹相同；所述焊枪，用于依据所述等离子电源的工作电流，产生等离子电弧熔化预设的焊丝，使所述焊丝熔融后沿着预设的焊枪路径轨迹分布，逐层堆积至所述基板上；所述变位机，用于固定所述的基板，并依据所述焊接控制器的变位机移动轨迹运动。上述的系统，优选的，所述等离子电源包括等离子维弧电源，用于为所述焊枪提供起弧电流，所述起弧电流用于触发所述焊枪的维弧；等离子主弧电源，由所述等离子维弧电源触发，用于为所述焊枪提供工作电流，在所述焊枪的维弧触发后，由所述工作电流在所述焊枪与所述基板之间产生主弧；所述主弧用于熔化焊丝。上述的系统，优选的，所述焊接装置还包括送丝机，用于依据所述预设的送丝速度对所述焊枪传输焊丝。上述的系统，优选的，所述焊接装置还包括冷却水箱，用于提供对所述焊枪进行降温的冷却水。—种等离子焊接快速成形的方法，应用于如上述任意一项所述的系统中，包括中心控制器根据目的成形零件的形状建模，并对建立的模型进行切片及数据处理，生成焊接成形路径代码，以及生成控制所述等离子电源工作模式的控制信号；等离子电源依据所述控制信号启动与所述控制信号对应的工作模式，并输出与所述工作模式对应的工作电流；焊接装置依据所述工作模式下的工艺参数产生电弧熔化填充的焊丝，并在基板的表面所述成形路径堆积成形一层，逐层堆积形成实体目的成形零件；温度控制装置在成形过程中对熔池的温度进行实时测量，对测量得到的温度值进行分析得到反馈信号，并依据反馈信号调整工作电流的功率，从而实现对熔池温度的控制。上述的方法，优选的，温度控制装置在成形过程中对熔池的温度进行实时测量，对测量得到的温度值进行分析得到反馈信号，并依据反馈信号调整工作电流的功率包括对所述熔池的温度进行测量；将所述熔池的温度与预设温度进行比较，并依据比较结果对所述等离子电源的输出功率进行调节。一种等离子焊接快速成形的系统，包括本申请提供一种等离子焊接快速成形的系统，包括中心控制器、焊接装置、等离子电源和温度控制装置；本申请提供一种等离子焊接快速成形的系统，中心控制器根据目的成形零件的形状建模，对建立的模型进行切片及数据处理，生成焊接成形路径代码，以及生成控制等离子电源工作模式的控制信号；等离子电源依据控制信号启动与控制信号对应的工作模式；焊接装置依据该工作模式下的工艺参数产生电弧熔化填充的焊丝，形成熔池，并在成形基板的表面，沿着焊接成形路径，逐层堆积形成实体目的成形零件。本申请提供的系统，利用温度控制装置调节等离子电源的输出功率，进而控制熔池的温度，从而提高了成形零件的精度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图图构示意图示意图结构示意图图原理图图 阅; 图图体流程图。I是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例I 2是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例I的结构不意图； 中等离子电源的结3是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例I中焊接装置的结构 4是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例I中温度控制装置的 5是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例I的反馈系统的工作6是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例2 7是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例的结构不意图2的应用场景示意8是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的方法实施例I的流程图9是本申请提供的一种等离子焊接快速成形的方法实施例I中步骤S104的具具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。参见图1，示出了本申请提供的一种等离子焊接快速成形的系统实施例I的结构示意图，包括中心控制器101、等离子电源102、焊接装置103和温度控制装置104 ；其中，所述中心控制器101用于根据目的成形零件的形状建模，并对建立的模型进行切片及数据处理，生成焊接成形路径代码，以及生成控制所述等离子电源工作模式的控制信号；中心控制器101中含有CAD (Computer Aided Design,计算机辅助设计)软件(如 PR0/E建模软件)、切片软件等。中心控制器101首先使用CAD软件PR0/E对目的成形三维实体零件进行精确的建模，使得目的成形零件的结构精确呈现在建立的模型中，最后利用切片软件将建立的三维模型进行切片分层，得到各层截面的二维轮廓信息，利用单道焊道数据对二维轮廓进行填充，最终生成焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子焊接快速成形的系统，其特征在于，包括：中心控制器、焊接装置、等离子电源和温度控制装置；所述中心控制器，用于根据目的成形零件的形状建模，并对建立的模型进行切片及数据处理，生成焊接成形路径代码，以及生成控制所述等离子电源工作模式的控制信号；所述等离子电源，用于依据所述控制信号启动与所述控制信号对应的工作模式，并输出与所述工作模式对应的工作电流；所述焊接装置，用于依据所述工作模式下的工艺参数产生电弧熔化填充的焊丝，并在基板的表面所述成形路径堆积成形一层，逐层堆积形成实体目的成形零件；所述温度控制装置，用于在成形过程中对熔池的温度进行实时测量，对测量得到的温度值进行分析得到反馈信号，并依据反馈信号调整工作电流的功率，从而实现对熔池温度的控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕耀辉，刘玉欣，徐富家，舒凤远，徐滨士，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：