基于机器人堆焊增材制造工艺与方法研究

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基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究

基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究

技 术 都 是 基 于 光 敏 材 料 的 。如 光 固化 树 脂 或 塑 料 。 然 而 由 于
生 产 效 率 和 材 料 的限 制 .R 技 术 往 往 不 能 为 自己 所 设 计 制 造 P 的零 件 提 供进 行 功 能 评 测所 需要 的批 量 及材 质 。也 不 能 实 现产 品从 快 速 设计 到快 速 开 发 、快速 生产 的跨 越 。 因此 。发 展 重 心 已从 快 速 原 型 制造 向快 速 模 具制 造 及 金 属 直接 成形 技 术 的 方 向

的 科 研 人 员 开 展 了 将 精 密 焊 接 与 数 控 机 械 加 工 法 结 合 的 快 速 金 属 模 型 ( )制 造 法 研 究嘲 具 。
1 试 验 设 备 与方 法
种 分层 添加 的制 造技 术旧。 当前 .几乎 所 有较 成熟 的快 速 成形
本研 究 采 用 的机 器人 焊 接 系 统 主 要 包 括焊 接 电源 、机 器 人 系 统 、P 机 以及 离 线 编 程 软 件 等 。 其 中 的 焊 接 执 行 机 构 为 机 C 器 人 系 统 和焊 接 电源 。焊 接 电源 和 机 器 人 系统 的生 产 厂 家都 是 日本 的 安川 电机 .焊 接 电 源 为MO O L - 3 0 熔化 极 气 体 T WE D S 5 型 保 护 焊 机 .机 器 人 系 统 为 具 有 6 自由 度 的 MO O N— P 个 T MA H 6
不 同热 输 入 在平 板上 进 行 堆 焊 。以研 究 不 同 的 热 输 入对 焊 缝 宽
在 基 于 精 密 焊 接方 法 制 造 金 属零 件 的研 究 方 面 。国 内外 都 开 展 了 相 关 工 作 。如 英 国 的 诺 丁 汉 大 学 、澳 大 利 亚 的威 龙 官 ( l nog Wo ogn)大 学 和 美 国 南 方 卫 理 公 会 大 学 (o t e oi l S uhM t ds h t U i r t) 等 。 西 安 交 通 大 学 机 械 学 院 的先 进 制 造 研 究 所 进 nv sy ei 行 了 等离 子 弧焊 直 接 金 属 成 形 技 术 的研 究 工 作 嘲 ,华 中 科 技 大

基于UG/OPEN GRIP的机器人堆焊路径规划

基于UG/OPEN GRIP的机器人堆焊路径规划
S TL交 换 文 件 ,TL交 换 文件 采 用 三角 形 面 片 逼 S
备, 只要确定扫描轨迹 的点位数据文件 , 便可以方 便 地 编制程 序 , 实现 区域 的 扫描 填 充 。 ( ) 利用 2可
机器 的柔 性 , 方便 快 速 更 换 执行 部 件 , 模 型 制造 将
的“ 加式 ” 添 快速 成 形 与轻 切 削 加 工 以及 抛 光 工 艺 结 合起 来 , 以提 高模型 特别 是大 尺寸模 型 的制作效
免相 邻层 间 切 片形 状 的突 变 。而 UG 又 是 一套 集 C ADAA C E 一 体 的 高 端 软 件 , E M/ A UG/ P N 提 OE 供 了 良好 的高 级语 言接 口 , 得 UG 的造 型功 能和 使
计算 功 能有 机 地 结 合 起 来 , 于 用 户 进 行 二 次 开 便 发, 因此 软件 系统 选择 UG平 台进 行二 次开发 l 。 6 J 利 用 UG/ P的 S CT命 令 , 到任 意 复杂 GRI E 得
S TL交换 文 件 采 用 的是 三 角 形 逼 近模 型 , 带 来 它
了一系列问题( 如模型容易出现错误 、 无拓扑信息、
数据 冗余 、 精度 损失 等 ) 。 为 克服上 述 问题 , 文设 计一 类直接 适应 性切 本
片, 其原理 是利 用 相 邻层 面积 变 化来 调 整层 厚 , 避
类型采 取 不同的路 径规 划 方法 , 成连 续运 动路 径 , 而 不 同程 度 地提 高 了成 型 效 率和 零件 的成 形 从
形 质量 。
关键 词 : 器人 ; 机 UG/ P N GR P; 片 ; 径规 划 OE I 切 路 中图分类 号 : P 4 . T 22 2 文献标 识码 : A 文 章编号 :6 2—1 1 (0 1 0 —0 2 一O 17 6 6 2 1 )7 0 2 4

复杂工况水下机器人焊接增材制造关键技术

复杂工况水下机器人焊接增材制造关键技术

复杂工况水下机器人焊接增材制造关键技术嘿,咱今儿个就来聊聊这复杂工况水下机器人焊接增材制造关键技术!这可不是一般的玩意儿啊,就好像是水下世界的神奇魔法。

你想想,在那深深的水下,环境那么复杂,压力那么大,光线那么暗,要让机器人在那儿搞焊接增材制造,这得多难啊!这就好比让一个人在黑灯瞎火的迷宫里绣花,还得绣得特别漂亮,不容易吧?首先呢,这机器人得足够聪明,得能适应各种复杂的工况。

就跟咱人一样,遇到不同的情况得有不同的应对办法。

它得能感知水下的各种状况,温度啊、压力啊、水流啊啥的,然后根据这些来调整自己的动作和焊接策略。

这可不像在陆地上焊接那么简单,水下情况千变万化的,稍有不慎可能就出岔子了。

然后呢,焊接技术也得过硬啊!水下焊接可不是闹着玩的,得保证焊接的质量,不能有裂缝啊、气泡啊啥的。

这就好像盖房子,根基得打牢,不然房子不结实,风一吹就倒了。

这焊接要是不结实,那水下的设备啥的不就危险了嘛。

还有啊,增材制造也很关键。

要把材料一层一层地加上去,还得加得恰到好处,这可不是随便谁都能做到的。

就好像是搭积木,得小心翼翼地一块一块往上搭,搭错了可就全乱套了。

你说这技术难不难?当然难啦!但咱人类就是有这股子钻研的劲儿,非要把这难题给攻克了不可。

这水下机器人焊接增材制造关键技术一旦突破了,那带来的好处可多了去了。

可以让水下的工程建设更高效、更安全,也能让我们对水下世界有更深入的了解和利用。

比如说,以后在水下修个什么设施啊,就不用人冒着那么大的风险去干了,让机器人去就行。

或者在海底开发资源的时候,也能派上大用场。

这不就像是给水下世界配备了一支强大的建设队伍嘛!总之呢,这复杂工况水下机器人焊接增材制造关键技术虽然充满挑战,但也充满了希望和机遇。

咱可得加把劲,让这神奇的技术为我们的水下事业添砖加瓦!让我们一起期待那一天的到来吧!。

汽轮机叶片机器人TOPTIG堆焊工艺及接头性能研究

汽轮机叶片机器人TOPTIG堆焊工艺及接头性能研究

(a)测 定 排 序
(b)硬 度 值 的 变 化 曲 线
图 3 硬 度 值 的 测 定
由 硬 度 值 的 测 量 可 以 发 现,硬 度 值 在 母 材—中 间焊 缝—焊 缝 端 部 呈 波 动 式 变 动,在 焊 缝 端 部 在 铜 垫 板 作 用 下 急 冷 ,硬 度 值 最 大 ,在 中 间 焊 缝 处 受 回 火 软化的影响硬度值会变小.
Laboratory of Materials Laser Processing and Modification,School of Materials Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China)
本文 针 对 410 不 锈 钢 汽 轮 机 叶 片 磨 损,采 用 TOPTIG 堆焊的修复方 法,开 展 相 关 堆 焊 工 艺 以 及 接头焊接性能的研究.TOPTIG 焊接方法具有 TIG 焊焊接质量和 MIG 焊 的 生 产 效 率,并 结 合 了 速 度、 质量以及焊缝可达性等诸多优势 . [6]
增刊
沈鸿源,等:汽轮机叶片机器人 TOPTIG 堆焊工艺及接头性能研究
115
用采用先进的修复技术对存在缺陷和损伤的叶片进 行修复,延长其使 用 寿 命,减 少 更 换 叶 片,能 够 较 好 地降低成本.
目前 来 说,国 内 外 实 现 叶 片 修 复 的 方 法 主 要 分 为固相焊和熔化焊 修 复 两 类,其 中 以 固 相 焊 方 法 较 为常见.固相焊方法 主 要 包 括 激 光 熔 覆 修 复 和 堆 焊 修复,激光熔覆是利 用 一 定 功 率 密 度 的 激 光 束 照 射 合 金 粉 末 使 其 融 化 ,在 基 材 表 面 形 成 包 覆 层 ,从 而 弥 合 裂 纹 及 缺 陷[1];而 堆 焊 修 复 是 在 叶 片 表 面 采 用 堆 焊 工 艺 进 行 增 材 制 造 ,再 经 过 打 磨 ,即 可 实 现 叶 片 修 复[2].熔化焊修复主要包括自蔓延焊修复[3]、活 性 扩 散钎焊修复 以 [4] 及钎焊修复 等 [5] 等.

基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究(new)

基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究(new)

基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究李振岗朱彤张建勋(西安交通大学焊接研究所,710049)摘要:本文基于机器人CO2气体保护焊的堆焊成形技术,研究了焊接线能量对平板堆焊成形焊缝的熔宽及余高的影响规律,探讨了采用直接堆焊方法形成零件的可能性和影响因素,并对堆焊零件的残余应力进行了测试与分析,讨论了基于机器人CO2气体保护焊直接堆焊成形需要注意和改进的问题。

关键词:机器人快速成形堆焊THE PROCESSIING RESEARCH ON THE WELDING-BASED RAPID PROTOTYPING USING CO2 SHIELDED ARC WELDING ROBOT SYSTEMLi Zhengang Zhu Tong Zhang JianxunWelding Research Institute, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, China, 710049Abstract: Based on the welding-based rapid prototyping technology of CO2 shielded arc welding robot system, the influence of welding heat input on the melting width and reinforcement of plate overlaying bead is studied. And the possibility and examples of directly forming parts and the influencing factors are discussed and the residual stresses in the example part are tested and analyzed. Then the improvement of the directly forming part technology using overlaying is discussed.Keywords: welding robot, rapid prototyping, overlaying0 前言快速成形技术(RP),是将先进的计算机辅助设计方法与各种先进的非切削加工直接成形制造技术相结合,借助于计算机辅助三维造型,直接生产出零件的实物和样件。

增材制造技术在模具制造中的应用研究

增材制造技术在模具制造中的应用研究

116电化教育阐释了增材模具制作工艺的特点,分析了增材整形工艺在模具制作中的各类加工手段及属性,研究了依托增材加工工艺达到模具合金式及显示梯度式变化型功能性原料的运用过程,提出了增材型制作工艺的运用空间。

引言增材整形工艺是选取工程原料逐步叠加的手段制作实体型部件的现代化工艺。

历经20余年的进步和完善,增材整形工艺已转变成运用金属材料、陶瓷材料、生物技能材料等多种工料,选取堆焊工艺、电铸工艺、热喷涂工艺、激光切割型熔覆工艺及微机操作选配性粉末烧结定型等多类工艺制作工件的一套当今最先进的制作工艺。

1 增材制作工艺的特点欧洲相关媒体将此类工件本体机动定型制作工艺美名为可导致“第3轮工业变革”的崭新型工艺。

此类制作工艺具备如下特殊的优势:1.1 叠加式整形。

无需选取大体积的模具坯料,可以加工出过去模具制作工艺所制作不了的特异实体,比如封闭型空心胎体、无法实现装配组合及不能实施拆卸的多部件结构体等。

1.2 微机数字型程序制作。

对零部件的复杂结构不敏锐识别(或叫做“制做结构复杂型无代价”),无需运用模具构建、刀体夹持具即可现场定型,制作期限极短。

1.3 仿真模拟制作。

没必要准备工件结构图纸及数字控制程序软件。

1.4 高能量整形。

对攻坚原料的铸造品质、塑性品质、可切削加工性能状况感应不敏锐。

1.5 精细整形加工。

模具工料运用价值极高。

1.6 能和另类制作工艺相融合,加工复合型工程材料及梯度变化型功能式材料器件,大幅度降低稀有金属加工损耗程度,给运用高附加值稀有金属工程原料制作模具产品赋予了成功性平台。

增材模具制作工艺的问世,拓展并增大了机械装备制作工艺的实施范围,而且亦极大的优化了模具产品制作工艺品质,给模具产品制作在古老式制造工艺及现代化制作工艺之间构建出强有力的配合方式。

定型制作工艺也就是将一款形态(或不具备固定形态)的工料整治成具备工程所需形态的器件,其中涵盖铸造加工、塑变定型、粉末烧结冶金法定型工艺等,差不多均须利用模具加工定型。

铝合金电弧熔积成形机器人增材制造系统

铝合金电弧熔积成形机器人增材制造系统

铝合金电弧熔积成形机器人增材制造系统
陈树君;赵昀;肖珺;田宏宇
【期刊名称】《焊接》
【年(卷),期】2016(0)4
【摘要】基于KUKA机器人搭建铝合金CMT增材制造系统,在Robotmaster离线编程软件中建立虚拟机器人工作场景,对成形零件进行分层、轨迹规划、模拟仿真及程序生成,使用CMT冷金属过渡焊接工艺进行铝合金零件增材制造试验,利用二次回归通用旋转组合方法设计试验,对熔敷工艺参数(送丝速度、喷嘴高度、焊接速度)与熔敷层宽度、高度的成形规律进行研究,建立熔敷层尺寸的预测模型.通过铝合金零件成形试验对模型精度进行验证,发现该模型预测效果好,成形铝合金零件精度高.
【总页数】4页(P9-12)
【作者】陈树君;赵昀;肖珺;田宏宇
【作者单位】北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 100124;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 100124;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 100124;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 100124
【正文语种】中文
【中图分类】TG444+.2
【相关文献】
1.电弧增材成形轨迹曲率对熔积层形貌的影响
2.电弧增材成形中熔积层表面形貌对电弧形态影响的仿真∗
3.熔积电流对镁合金CMT熔丝增材成形特征的影响
4.基于线结构光的电弧增材制造熔积层三维测量
5.基于开源切片路径规划的机器人电弧增材制造系统
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FANUC焊接机器人在连铸扇形段中的堆焊技术研发及应用

FANUC焊接机器人在连铸扇形段中的堆焊技术研发及应用

226管理及其他M anagement and otherFANUC 焊接机器人在连铸扇形段中的堆焊技术研发及应用张 佩(江苏省常州市宝菱重工机械有限公司,江苏 常州 213022)摘 要:本文主要研究利用焊接机器人在连铸设备大面积堆焊上的应用,通过焊接试验确定合理的焊接参数,设计工装及合理的焊接路径,实现了堆焊产品的批量产出且质量稳定,具有较大推广价值和经济效益。

关键词:焊接;FANUC ;焊接机器人;连铸;堆焊中图分类号:TG409 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)11-0226-2 收稿日期:2020-06作者简介:张佩,男,生于1983年,汉族,江苏宿迁人,学士,工程师,研究方向:焊接。

1 背景及行业现状焊接技术是装备制造业中的核心技术之一。

传统钢结构件的焊接多依赖人工,但是面对国内外市场的激烈竞争,面对企业劳动力成本、环保要求的不断提高,焊接技术工人的短缺,产品焊接工艺技术质量、生产效率要求的不断提高,传统的生产方式已经无法满足要求。

自动化焊接设备效率高、焊接性能好、多功能、有利于实现焊接机械化和自动化等优点,正逐步成为焊接设备的主流,其中焊接机器人就是最具代表性的自动化焊接设备。

连铸设备是各大钢厂的重要设备,其中扇形段包括扇形段框架及其他关键零部件,涉及大量大熔深坡口焊接以及表面堆焊。

目前焊接机器人主要应用于点焊,例如汽车行业;也较多应用于批量、小型焊接件的弧焊,以角焊缝、≤10mm 坡口为主,焊接量较少,焊接路径相对简单,焊接程序多以定义路径点为主,基本不涉及循环指令、偏移指令。

2 研究重点、过程及结果焊接机器人在重工行业大焊接量的应用案例很少,主要有以下几个难点:①持续工作时间长;②多层多道焊接;③批量零件的装夹定位;④焊接机器人程序设计;⑤焊接质量控制。

研究过程重点如下:2.1 设备选型图1 焊接产品的座块图焊接机器人及其零配件的选型需考虑机器人的覆盖范围、可用焊丝种类、稳定性、焊接电源性能等方面因素。

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D o i : 1 0 . 3 9 6 9 / J . i s s n . 1 0 0 9 - 0 1 3 4 . 2 0 1 3 . 0 6 (E ) . 4 4
0 引言
为 了适 应 当今 制 造 业 市 场 1 3趋 激 烈 的 竞 争 环 境 ,企 业 要 在 最 短 的 时 间 内设 计 、加 工 与 制 造 出 来 符 合 消 费 者 个 性 要 求 的 产 品 。增 材 制 造 作 为 一 种 “自下 而 上 ”的 制 造 方 法 ,能 满 足 制 造 业 对 于 零件 的 快 速 设 计 制 造 与 加 工 过 程 柔 性 化 的 要 求 , 因此近 年 来受 到 了业界 的广泛 关注 。 相 比于其 他几 种增 材制 造技 术 如S L S、 F DM 、LOM 等 ,堆 焊 成 形 具 有 在 低 成 本 下 生 产 组 织 致 密且 力 学 性 能 好 的 特 点 u ,因 此 该技 术有 望 发 展 为 面 向 民用 市 场 大 批 量 生 产 的增 材 制 造 技 术 。但 是 , 目前 基 于 堆 焊 的 增 材 制 造 技 术 研 究 还 不 够 深 入 ,成 形 零 件 距 能 达 到 实 际 应 用 的 要 求 还 有较 大 差距 ,其 中主 要体 现 在 如 下 两 点 :1 )由于 堆 焊 工 艺 中弧 坑 塌 陷造 成 的 成 形 尺 寸 不 精 确 。2 ) 成 形 零件 表面 粗糙 无法 满 足使 用 要求 。
过 程 引 入 其 他 加 工 方 法 使 零 件 表 面 光 滑 。研 究人 员设 计 了 一 种 由弧焊 机 器 人 、数 控铣 床 、抛 丸 机 以 及 支撑 材 料 堆 积 系 统 组 成 的 复 合 四 工位 的快 速 成 形 系统 。 在其 工 作 过 程 中 ,弧 焊 机 器 人 每 完 成
焊 缝 间 的 空 间位 置 及 时 间 顺序 。 目前 国 内 外许 多 学 者 对 堆 焊 成 形 的 路 径 规 划 进 行 了研 究 。例 如 , 美 国 肯 塔 基 大 学 的 张 裕 明 等 人 采 用 了对 切 片 的 轮
廓 线 进 行 环状 扫 描 , 而 对 内 部 的 填 充 则 采 用 往 复 “ z”字形 扫描 的方 式 ,消 除 了 由于焊 接 过程 中的 起 弧 和 断弧 处 造 成 的焊 接 缺 陷 和 不 连 续性 , 使 一 层 内 的熔 焊 堆 积 一 次 性 完 成 ∞ l 。英 国 诺 丁 汉 大 学J D S p e n c e r 等 人 开发 出一 种 “ 两次分 将 会被 铣 削掉 并 进 行 抛 丸 去 应 力 , 在堆 积 支 撑 材料 之 后进 行 下 一 层 的堆

焊 。 此方 法 的 优 点在 于 零 件 成形 精 度 高 ,表 面 质 量 好 同时 生产效 率 高 。
在 本 文 的 实 验研 究 中 ,作 者 提 出 了一 整 套 堆 焊 成 形 的工 艺 ,基 于 机 器 人 堆 焊 制 得 了一 个 成 品 零 件 。 在 堆 焊 成 形 方 面 ,优 化 了堆 焊 成 形 的路 径 规 划 方 法 ,解 决 了弧 坑 塌 陷 的 问 题 ,并 堆 焊 出单 壁墙 体 零 件 ,验 证 了该 方 法 的 成 形 效 果 ;在 成形 后零 件 的后处理 方面 ,本 次实 验采 取 了电解 加工 的 方式 对零 件进 行 精密修 形 ,以解决 由于堆 焊 成形 的 零件表 面过 于粗 糙难 以满 足使用 要求 的问题 。

禹 ,王世 龙 ,罗 震 ,敖 三 三
ZHANG Yu ,W ANG Sh i - l o n g ,L UO Zh e n ,AO S an — s a n
( 1 . 南京航空航天大学 材料科学与技术学 院,南京 2 1 0 0 1 6 ;2 . 首都 航天机械公司 ,北京 1 0 0 0 7 6 ; 3 . 天津 大学 材料科 学与工程学院 ,天津 3 0 0 0 7 2 ) 摘 要 :堆焊快速成形作为 一种低成 本条件下制备组织致密的金属 零件 的增材制造方法 ,受到了业界的 广泛 关注。然 而弧坑 塌陷与表 面粗糙 等问题 限制了堆 焊快速成 型的应用 。本文对 基于机器人 堆焊 增材制造 进行研 究 ,探 索解决弧 坑塌陷 的工艺措 施 ,并提 出一整 套制备表 面光洁零件 的 堆焊 成形工 艺 ,最终 制得 了低 碳钢与 铝合金堆 焊成形 制品 。结 果表明 :通过 降低热输入 量 ,

訇 似
基 于机 器人堆焊增材制 造工艺 与方法研究
A st ud y o f addi t i v e m anuf act ur i ng。 S m et hod and pr ocessi ng based on w el di ng r obot
解 决 堆 焊 成 形 的弧 坑 塌 陷 问 题 ,主 要 是 通 过 优 化 成 形 路 径 予 以 解 决 的 。其 中 , 堆 焊 成 形 路 径 描 述 了 焊接 过程 中 的 焊 道 起弧 、 停 弧 的 位 置 以 及
径 规 划 方 式 ,消 除 了焊 接 中焊 缝 重 熔 对 零 件 轮 廓 的破 坏 。 对 于 零 件 表 面 粗 糙 的 问题 , 则需 要 在加 工 的
在机 器人指令 中加入 填弧坑动 作以及使 焊接路 径适 当重叠可 以很好的解 决弧坑塌 陷问题 ;堆 焊成形的零件 可以用 电解加工的方法作为后处理 工艺 , 得到表 面光洁的零件。 关键 词 :机器人 ;堆焊成形 ;增材 制造 中图分类号 :T P2 4 2 文献标识码 :A 文章编 号 :1 0 0 9 —0 1 3 4 ( 2 0 1 3 ) 0 6 ( 上) 一 O 1 4 5 — 0 3
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