[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610037584.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105499573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王春巖;盧青
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 滄州致勝機(jī)器人科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F3/105
• 分類(lèi)號(hào): B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專(zhuān)利事務(wù)所21224
• 代理人: 張群

1.一種機(jī)器人激光3D打印方法，該方法基于機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)是利用機(jī)械臂帶動(dòng)激光打印頭單元進(jìn)行3D打印，所述的機(jī)械臂包括機(jī)座、水平回轉(zhuǎn)盤(pán)、臂關(guān)節(jié)、大臂、肘關(guān)節(jié)、小臂、腕關(guān)節(jié)、機(jī)器人手腕、連接盤(pán)、保護(hù)氣體供給管路、與粉末料倉(cāng)相連的粉末供給管路，機(jī)座上設(shè)有水平回轉(zhuǎn)盤(pán)，水平回轉(zhuǎn)盤(pán)上固定有臂關(guān)節(jié)，水平回轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)臂關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，大臂一端通過(guò)臂關(guān)節(jié)與水平回轉(zhuǎn)盤(pán)活動(dòng)鉸接，大臂另一端通過(guò)肘關(guān)節(jié)與小臂一端活動(dòng)鉸接，小臂另一端通過(guò)腕關(guān)節(jié)與機(jī)器人手腕一端活動(dòng)鉸接，機(jī)器人手腕另一端與連接盤(pán)固定，連接盤(pán)與激光打印頭單元連接，連接盤(pán)帶動(dòng)激光打印頭單元旋轉(zhuǎn)，保護(hù)氣體供給管路、粉末供給管路通過(guò)固定環(huán)固定在大臂和小臂上；保護(hù)氣體供給管路、粉末供給管路端部與激光打印頭單元連接，分別為激光打印頭單元供保護(hù)氣體及金屬粉末料；

所述的激光打印頭單元包括外罩、攝像頭、激光整理腔，攝像頭設(shè)置在激光整理腔外部，激光整理腔包括擴(kuò)束系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)、聚光鏡，激光整理腔內(nèi)由上至下同軸依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)、聚光鏡，聚光鏡下方設(shè)置與聚光鏡同軸的錐形外罩，外罩側(cè)壁內(nèi)連通有保護(hù)氣體供給管路和粉末供給管路；

所述的激光打印頭單元還包括激光打印頭反射鏡、激光整理腔反射鏡，所述的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)底部設(shè)有激光整理腔反射鏡，激光打印頭反射鏡設(shè)置在聚光鏡上方，激光束通過(guò)激光打印頭反射鏡、激光整理腔反射鏡二次反射改變路徑；其特征在于，所述的機(jī)器人激光3D打印方法，包括以下步驟：

1)機(jī)械臂開(kāi)啟后進(jìn)行初始化后運(yùn)行，檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，由激光控制器檢測(cè)激光功率是否滿足工作需要，滿足后通過(guò)控制單元使機(jī)械臂到達(dá)打印點(diǎn)位；

2)起動(dòng)視覺(jué)檢測(cè)定位單元，測(cè)出打印的平面位置，通過(guò)激光測(cè)距單元測(cè)出激光焦距，計(jì)算偏移量，機(jī)械臂移至打印位置，由視覺(jué)檢測(cè)定位單元校驗(yàn)打印位置，然后激光打印頭單元開(kāi)始打印，同時(shí)供給金屬粉末和保護(hù)氣體；

3)打印結(jié)束后，由視覺(jué)檢測(cè)定位單元檢測(cè)打印效果，傳輸效果圖像到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，機(jī)械臂返回等待點(diǎn)，移走被加工件；

4)若完成任務(wù)則記錄系統(tǒng)工作；若重復(fù)打印則啟動(dòng)激光打印頭單元打印，同時(shí)供給金屬粉末和保護(hù)氣體，直至重復(fù)打印結(jié)束；若打印不同工件則報(bào)警由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制，重新確認(rèn)是否打印。