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机器人熔丝堆焊成形及其路径规划研究

徐立权  
【摘要】:近些年来,随着人们需求的多样化,导致制造业的生产方式也发生了巨大的变化,更多的是向着中小批量的生产模式转化,于是迫切需要低成本、变批量的生产方式。 熔丝堆焊成形技术是一种成形效率高、可成形材料广泛、成形件无大小限制、并可进行无模成形的低成本先进制造技术。该方式生产的产品具有组织致密,性能优越,可适用于多种特殊环境的优点。脉冲MIG(熔化极惰性气体保护焊)堆焊成形的焊道美观,与基体的结合良好、热输入小,对基体的性能影响较小,可用来进行表面堆敷,实现功能梯度材料。以普通材料为基体,以优质焊丝材料为堆敷金属层,来生产的模具具有成本低,性能优越、可适应变批量生产的特点。机器人脉冲MIG堆焊成形是脉冲MIG焊与机器人的融合,提高了MIG堆焊成形的柔性,可实现对复杂形状的堆积。 (1)本文对脉冲MIG堆焊成形的基本规律进行了研究,得出了在一元化模式下各参数与焊道形状的关系。测量了单焊道的截面,并进行了数学拟合。 (2)对斜壁件的堆积成形进行了研究,得出了其基本特点,得到了直接堆积的斜面倾角范围,为大倾角斜壁的堆积提供了方法,对直壁件的堆积进行了探索,证实了直壁堆积是可以实现的。 (3)论证了机器人熔丝堆焊制模技术的可行性,介绍了熔丝堆焊制模方法,提出了基于UG NX4.0 CAM铣削的堆焊路径规划,对堆焊对象进行了分类,并对各类提出了路径规划的方法,同时提出了路径评价的方法。 (4)以汽车翼子板模具为例进行了堆焊路径规划,对该模型提出了数种路径规划方案,通过比较,最后选定最优方案;同时在路径规划中指出应该注意的问题。


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