[發明專利]增材、等材、減材復合金屬3D激光成形裝置及其方法

有效

• 申請號: 201811253122.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109202082B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 魏星;董蓓;彭文杰;黃全偉;劉淵媛;彭周;潘利波
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/24;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

1.一種增材、等材、減材復合金屬3D激光成形裝置，包括底座(1)和主機橫梁(2)，所述主機橫梁(2)與底座(1)之間通過設置在兩側的立柱(3)固定連接，其特征在于：它還包括設置在底座(1)上可相對其旋轉的云臺基座(4)，所述云臺基座(4)上設置有可相對其橫向移動用于放置工件(15)的工作臺(5)，所述工作臺(5)的上方設置有可相對主機橫梁(2)上下和橫向移動的增材加工機構(6)和減材加工機構(7)；所述云臺基座(4)的一側設置有等材加工機構(8)；

所述主機橫梁(2)上設置有第一傳動絲桿(2.1)和第二傳動絲桿(2.2)，所述第一傳動絲桿(2.1)的一端設置有用于驅動其旋轉的第一傳動電機(2.3)，所述第二傳動絲桿(2.2)的一端設置有用于驅動其旋轉的第二傳動電機(2.4)；

所述增材加工機構(6)包括增材移動架(6.1)、第一電動伸縮桿裝置(6.2)、噴粉激光裝置(6.3)、激光頭(6.4)、激光發射器(6.5)、載氣裝置(6.6)、以及送粉裝置(6.7)；

所述增材移動架(6.1)設置在第一傳動絲桿(2.1)上與其螺紋連接，所述增材移動架(6.1)的底部與第一電動伸縮桿裝置(6.2)的固定端固定連接，所述第一電動伸縮桿裝置(6.2)的伸縮端與噴粉激光裝置(6.3)的頂部固定連接；

所述激光頭(6.4)設置在噴粉激光裝置(6.3)的底部，所述載氣裝置(6.6)通過送氣管(9)與激光頭(6.4)的一側連通，所述送粉裝置(6.7)通過送粉管(10)與激光頭(6.4)的另一側連通；

所述激光頭(6.4)的底部設置有凸鏡(6.8)，所述噴粉激光裝置(6.3)的內腔設置有反光鏡(6.9)，所述激光發射器(6.5)發射的激光直射入反光鏡(6.9)經過反射后可進入激光頭(6.4)由凸鏡(6.8)聚焦后形成作用于工件(15)的聚焦光束(11)，所述聚焦光束(11)的傳播方向與送氣管(9)的出氣方向、送粉管(10)的出粉方向為同一方向；

所述增材加工機構(6)還包括用于對工件加工進行監測的光學傳感器(6.10)，所述光學傳感器(6.10)通過支架(6.11)與噴粉激光裝置(6.3)固定連接；

所述減材加工機構(7)包括減材移動架(7.1)、第二電動伸縮桿裝置(7.2)、銑削裝置(7.3)、以及銑削刀具(7.4)，所述減材移動架(7.1)設置在第二傳動絲桿(2.2)上與其螺紋連接，所述減材移動架(7.1)的底部與第二電動伸縮桿裝置(7.2)的固定端固定連接，所述第二電動伸縮桿裝置(7.2)的伸縮端與銑削裝置(7.3)的頂部固定連接，所述銑削刀具(7.4)設置在銑削裝置(7.3)的底部；

所述等材加工機構(8)包括機器人(8.1)、機器人底座(8.2)、塑形加工頭(8.3)；所述機器人(8.1)包括第一機械臂(8.11)、第二機械臂(8.12)以及第三機械臂(8.13)，所述第一機械臂(8.11)的一端與機器人底座(8.2)固定連接，所述第一機械臂(8.11)的另一端通過第一舵機(12.1)與第二機械臂(8.12)的一端鉸接，所述第二機械臂(8.12)的另一端通過第二舵機(12.2)與第三機械臂(8.13)的一端鉸接，所述第三機械臂(8.13)的另一端與塑形加工頭(8.3)固定連接。

2.根據權利要求1所述的增材、等材、減材復合金屬3D激光成形裝置，其特征在于：所述云臺基座(4)的上端面設置有第三傳動絲桿(4.1)，所述第三傳動絲桿(4.1)的一端設置有用于驅動其旋轉的第三傳動電機(4.2)，所述工作臺(5)的底部設置有與第三傳動絲桿(4.1)螺紋連接的滑塊(13)。

3.根據權利要求1所述的增材、等材、減材復合金屬3D激光成形裝置，其特征在于：它還包括控制系統(14)，所述光學傳感器(6.10)的數據信號輸出端與控制系統(14)的數據信號輸入端連接，所述控制系統(14)的控制信號輸出端分別與云臺基座(4)、增材加工機構(6)、減材加工機構(7)、等材加工機構(8)的控制信號輸入端連接。