1。2  增材制造技术的研究现状

1。2。1  电弧增材制造技术的种类及特点

1。2。2  电弧增材制造技术国外研究现状

1。2。3  电弧增材制造技术国内研究现状

1。3  本文的主要研究内容

本课题将在传统等离子弧单填丝增材制造工艺的基础上，尝试开发机器人双填丝等离子弧自动增材制造的方法和装置，以实现同种材料的高效堆敷和异种材料的复合制造为最终目的。主要以研发双填丝机器人等离子电弧自动增材制造系统为前提，最终能够进行H08Mn2Si碳钢和H00Cr21Ni10不锈钢丝材同步双填丝的堆覆试验。主要研究内容如下：

1。对机器人双填丝等离子弧自动增材制造系统进行设计，完成该系统的整体设计方案，为后续系统的构造做充分准备。论文网

2。选择合适的送丝机，设计能够三维调节的送丝机构，将其与机器人、焊接电源等设备进行组装调试，构造双填丝机器人等离子电弧自动增材制造系统。

3。分别进行等离子电弧H08Mn2Si和H00Cr21Ni10丝材的单填丝和双填丝对比试验以及两种丝材同步送丝的堆敷试验，并对成形效果进行分析，以确定研发系统的可行性。

4。尝试堆覆复杂结构的试验件。进行H08Mn2Si和H00Cr21Ni10两种丝材交替多道单层堆敷和多层“井”字堆覆的试验。

2  机器人PAW电弧双填丝自动增材制造系统技术方案

2。1  机器人PAW电弧双填丝自动增材制造系统方案

机器人等离子电弧双填丝自动增材制造系统在满足双送丝的同时还能够满足直接成形复杂结构构件的变位需求。因此该系统设计由二轴倾翻旋转式变位机、六轴机器人组成的机械及控制系统，以及由福尼斯焊接电源、自主研发的双送丝机构，等离子电弧控制器、等离子焊枪等组成的焊接系统二个子系统构成，该系统的整体结构框图如图2。1所示。

机械及控制系统  焊接系统

图 2。1  机器人等离子电弧双填丝自动增材制造系统框图

ROB5000端子是机械及控制系统和焊接系统这两个子系统之间信息传递与共享的桥梁。这两个子系统的联接是由ROB5000实现的，使二个子系统均可以通过示教盒实现远端控制，构成整个增材制造系统。

DX100控制柜是这两个子系统的信息处理及控制中枢。通过一根信号电缆将示教盒与该控制柜连接，两者之间形成了双向的信息传递线路。示教盒可以通过该信息传递线路实现控制柜对设定机器人或变位机运动、焊接作业等相应指令的实行，并由控制柜编译、转换成工作信号以协调各个设备的运作状态；各个设备也可以将工作状态反馈到该控制柜并通过示教盒显示。

福尼斯TIG电源以及等离子电弧控制柜构成等离子电源。文献综述

倾翻旋转式变位机中的二个伺服电机构成的外部轴组，是变位机可实现倾翻及旋转的关键部件。机器人与变位机之间的信号转换传输电路也是双向通讯线路，经过该线路的信号转换与传输，可以实现二者之间的协同控制及工作状态反馈。

2。2  机器人-变位机等离子弧增材制造系统设备

经过机器人控制柜的Devicenet现场总线技术及福尼斯焊接电源ROB5000的通讯接口技术的系统集成优化，构成了由六轴机器人和二轴变位机的八轴协同控制的焊接工作站，可以实现复杂结构件的焊接成型。且该工作站的焊接电源系统采用Magic Wave 3000福尼斯TIG电源，只需要更换TIG焊枪就可以实现钨极气体保护焊焊接