本發(fā)明屬于電弧增材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種增材制造模型處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，針對(duì)低成本、高質(zhì)量的金屬材料的增材制造工藝的研究成為國(guó)內(nèi)外的熱門(mén)，根據(jù)高能束熱源可分為電弧增材制造、激光增材制造、電子束增材制造等技術(shù)，原材料一般有金屬粉末和焊絲兩種形式。電弧焊接增材制造技術(shù)(WAAM)是一種利用逐層熔覆原理，采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊接(MIG)、鎢極惰性氣體保護(hù)焊接(TIG)以及等離子體焊接電源(PA)等焊機(jī)產(chǎn)生的電弧為熱源，通過(guò)絲材的添加，在程序的控制下，根據(jù)三維數(shù)字模型由線-面-體逐漸成形出金屬零件的先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)，其具有沉積效率高；絲材利用率高；整體制造周期短、成本低；對(duì)零件尺寸限制少；易于修復(fù)零件等優(yōu)點(diǎn)，還具有原位復(fù)合制造以及成形大尺寸零件的能力。

增材制造系統(tǒng)是增材制造技術(shù)中的靈魂，其中最為關(guān)鍵的是從零件模型到增材制造技術(shù)接口，即增材制造機(jī)械的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和模型處理系統(tǒng)。目前?；诹慵Ｐ偷脑霾闹圃斓南到y(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)主要有三個(gè)部分：零件模型獲取系統(tǒng)，模型處理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。零件模型獲取系統(tǒng)負(fù)責(zé)描述零件的幾何造型和幾何特征等；模型處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)做空間變換，選擇加工方向，進(jìn)行模型分層，截面輪廓數(shù)據(jù)處理以及掃描路徑規(guī)劃(二維輪廓偏置和填充網(wǎng)格)等；監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)增材制造加工過(guò)程分層信息的輸入，參數(shù)設(shè)定以及在線質(zhì)量檢測(cè)等。在增材制造的軟件系統(tǒng)中零件模型獲取系統(tǒng)可以采用市場(chǎng)上已有的CAD系統(tǒng)或自行開(kāi)發(fā)相關(guān)系統(tǒng)，而模型處理系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)需要增材制造系統(tǒng)廠商自行開(kāi)發(fā)。

目前，國(guó)內(nèi)外增材制造系統(tǒng)存在諸多不足，主要表現(xiàn)在如下四個(gè)方面：

(1)增材制造系統(tǒng)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)化。絕大多數(shù)的增材制造系統(tǒng)仍具有技術(shù)初期的典型特點(diǎn)，大多隨設(shè)備安裝且依賴設(shè)備，只能與開(kāi)發(fā)商自己的增材制造工藝相匹配，而市場(chǎng)上增材制造系統(tǒng)自成體系，不同增材制造系統(tǒng)間相互交換數(shù)據(jù)非常困難。

(2)增材制造系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)難。目前的增材制造系統(tǒng)只能在固定設(shè)備上安裝，相對(duì)封閉，沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，用戶無(wú)法按照自己的具體要求進(jìn)行該技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)，且無(wú)法進(jìn)行不同工藝的集成。

(3)由于零件模型與增材制造的接口系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的困難性和相對(duì)獨(dú)立性，有時(shí)需要第三方數(shù)據(jù)交換接口系統(tǒng)起橋梁作用。

(4)價(jià)格昂貴，功能不足。增材制造系統(tǒng)的專業(yè)開(kāi)發(fā)商提供的增材制造系統(tǒng)價(jià)格都十分昂貴，而且僅限于模型處理模塊，大多只具備模型顯示、切片、路徑規(guī)劃等基本功能，后續(xù)的數(shù)控加工和質(zhì)量在線檢測(cè)等功能則需要用戶自行解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種增材制造模型處理系統(tǒng)，包含方便用戶操作的良好界面，能用于對(duì)增材制造的模型進(jìn)行快速穩(wěn)定地處理，并輸出加工端的指令文件。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種增材制造模型處理系統(tǒng)，包括：用戶操作顯示界面、模型載入模塊、分層切片模塊、層片顯示模塊、路徑規(guī)劃模塊和加工指令輸出模塊。用戶操作顯示界面包含輸入模塊和層片顯示界面，通過(guò)輸入模塊設(shè)定和修改參數(shù)值，模型載入模塊用于讀取模型數(shù)據(jù)，并根據(jù)從輸入模塊讀入的參數(shù)值對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)涮幚恚謱忧衅K根據(jù)從輸入模塊讀入的參數(shù)值對(duì)模型載入模塊載入的模型進(jìn)行分層切片處理，得到各層片輪廓數(shù)據(jù)，層片顯示模塊用于將分層切片模塊的結(jié)果數(shù)據(jù)傳送到用戶操作顯示界面上的層片顯示界面，路徑規(guī)劃界面用于對(duì)分層切片模塊得到的層片輪廓線進(jìn)行掃描填充，并生成加工路徑，加工指令輸出模塊用于將路徑規(guī)劃模塊生成的加工路徑轉(zhuǎn)換為加工端指令并輸出指令文件。

進(jìn)一步的，路徑規(guī)劃模塊包括分區(qū)劃分模塊和掃描填充模塊。

進(jìn)一步的，分區(qū)劃分模塊可將分層切片模塊得到的層片輪廓?jiǎng)澐譃榛ゲ幌噙B的多個(gè)獨(dú)立部分。

進(jìn)一步的，掃描填充模塊包括直線往復(fù)掃描填充和輪廓偏置掃描填充兩種方法，可根據(jù)分區(qū)劃分模塊得到的層片輪廓中互不相連的多個(gè)獨(dú)立部分的不同形態(tài)，采用不同的方法。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著優(yōu)點(diǎn)：

1、通過(guò)對(duì)模型拓?fù)湫畔⒌挠?jì)算，提高對(duì)模型分層切片的效率；2、通過(guò)增加層片顯示模塊，使用戶可以提前判斷分層效果，減少因分層質(zhì)量差造成的后續(xù)無(wú)意義勞動(dòng)，提高系統(tǒng)的可靠性和增材制造的效率；3、將層片輪廓?jiǎng)澐譃榛ゲ幌噙B的多個(gè)獨(dú)立部分，分別對(duì)這些獨(dú)立部分輪廓進(jìn)行路徑規(guī)劃，可防止產(chǎn)生不必要的多余運(yùn)動(dòng)路徑，或因?yàn)榧庸ご涡虻幕靵y造成加工頭碰撞事故的發(fā)生；4、通過(guò)對(duì)不同類型的層片輪廓形態(tài)提供不同的掃描填充方法，提高模型的精度和增材制造的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明增材制造模型處理系統(tǒng)的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

一種增材制造模型處理系統(tǒng)，包括：用戶操作顯示界面1，模型載入模塊2，分層切片模塊3，層片顯示模塊4，路徑規(guī)劃模塊5和加工指令輸出模塊6。

用戶操作顯示界面1包括輸入模塊和層片顯示界面，其中輸入模塊用于輸入設(shè)定和修改參數(shù)值，層片顯示界面用于顯示層片顯示模塊4傳送過(guò)來(lái)的層片輪廓數(shù)據(jù)。模型載入模塊2用于讀取載入模型幾何信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)從輸入模塊讀入的參數(shù)值對(duì)所讀取的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)溆?jì)算，分層切片模塊3根據(jù)從輸入模塊讀入的參數(shù)值對(duì)模型載入模塊載入的模型進(jìn)行切片，得到層片輪廓數(shù)據(jù)，并對(duì)層片輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，層片顯示模塊將層片輪廓數(shù)據(jù)傳送到層片顯示界面，路徑規(guī)劃模塊5對(duì)層片輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描填充，并生成加工路徑，加工指令輸出模塊6將加工路徑轉(zhuǎn)換為加工端控制指令并輸出指令文件。

路徑規(guī)劃模塊5包含包括分區(qū)劃分模塊和掃描填充模塊。分區(qū)劃分模塊可將分層切片模塊得到的層片輪廓?jiǎng)澐譃榛ゲ幌噙B的多個(gè)獨(dú)立部分。掃描填充模塊包括直線往復(fù)掃描填充和輪廓偏置掃描填充兩種方法，可根據(jù)分區(qū)劃分模塊得到的層片輪廓中互不相連的多個(gè)獨(dú)立部分的不同形態(tài)，采用不同的方法。

加工指令模塊6還包含電弧焊接工藝參數(shù)設(shè)定功能，并可將電弧焊接工藝參數(shù)結(jié)合進(jìn)加工路徑當(dāng)中。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。