機(jī)器人弧焊增材制造離線編程系統(tǒng)研究.pdf

1、基于弧焊的金屬材料增材制造具有成形效率高、成本低、容易控制、加工柔性大和制件規(guī)格限制小等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的增材制造軟件，對(duì)金屬材料增材制造的實(shí)際應(yīng)用與推廣具有重要意義。本文對(duì)增材制造離線編程系統(tǒng)中分層切片、路徑規(guī)劃和動(dòng)畫仿真等功能進(jìn)行了深入的研究。
　　在STL模型文件分層切片算法的基礎(chǔ)上，通過OpenGL自身功能函數(shù)，實(shí)現(xiàn)STL模型切片的可視化；采用線結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)與傳感系統(tǒng)獲得三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過點(diǎn)云處理后，利用點(diǎn)云直

2、接比較的方法獲得待加工零件部位的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，開發(fā)一種點(diǎn)云模型切片算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云的切片。在此基礎(chǔ)上，增添零件模型的再切片功能。
　　利用三維虛擬環(huán)境中對(duì)點(diǎn)拾取進(jìn)行片層區(qū)域劃分的方法，對(duì)待加工區(qū)域劃分為邊﹑面﹑環(huán)三種情況進(jìn)行路徑規(guī)劃，使復(fù)雜零件的層片加工難度降低。基于邊形狀的截面輪廓的路徑規(guī)劃，主要判斷零件是否滿足邊形狀的要求，對(duì)于二次曲線，則通過最小二乘法進(jìn)行曲線擬合。對(duì)于面形狀的截面輪廓，通過算法使凸多邊形和凹多邊形的截面輪廓數(shù)據(jù)有序

3、化，形成閉合輪廓線。基于環(huán)形狀的截面輪廓的路徑規(guī)劃，對(duì)于簡(jiǎn)單的圓筒形工件，通過計(jì)算圓的方程進(jìn)行路徑規(guī)劃；對(duì)于普通的多邊形截面的筒形工件，通過獲得筒形工件內(nèi)層數(shù)據(jù)點(diǎn)，采用輪廓偏移的方式直接形成路徑。
　　開發(fā)KUKA機(jī)器人仿真程序模塊，通過增材制造軟件進(jìn)行焊接相關(guān)信息的獲取，利用OpenGL對(duì)窗口進(jìn)行渲染，在雙緩沖技術(shù)的前提下，滿足焊接相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，進(jìn)行增材制造過程動(dòng)畫仿真；并且在仿真程序上添加輔助功能，實(shí)現(xiàn)仿真過程的視頻錄制和屏