基于逐层生成的多轴机器人增材制造轨迹优化研究

为解决增材制造生产旋转薄壁零件时出现的阶梯效应和沉积问题,提升零件制造的质量与精度,提高增材制造效率,提出了一种基于逐层生成的多轴机器人增材制造轨迹优化策略。首先,基于六轴机器人的逆几何模型构建方向向量,并从中提取方向参数定义不同层的目标函数和约束函数,提出逐层轨迹优化策略;其次,考虑同轴沉积系统产生的轴冗余,运用轴冗余改善机器人的运动轨迹,并将轨迹优化应用于旋转薄壁零件的实际制造;最后,为验证所提方法的有效性,选取逐点和非优化轨迹策略,并选择空心半球体、拉瓦尔喷嘴和进气漏斗构型进行实验验证。实验结果表明,所提方法能够提供更平滑的关节运动轨迹,提升零件的制造质量与制造效率,且与非优化轨迹策略相比,所提方法具有更高的几何精度,可有效改进增材制造工艺。