[發明專利]一種電弧熔絲增材制造裝置

在審

• 申請號: 201911325116.1
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111014883A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王福徳;趙衍華;馮晨;李權;高培濤;羅志偉;金濤;張睿澤;嚴振宇;洪媛媛;李躍
• 申請（專利權）人: 首都航天機械有限公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/12;B23K9/133;B23K9/173;B23K9/28;B23K9/32;B23K37/047;B33Y30/00;B33Y40/00
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本發明提供一種電弧熔絲增材制造裝置，包括：路徑執行機構、變位機機構、平臺機構和焊接機構，所述平臺機構包括柔性平臺、懸臂和裝夾組件；所述柔性平臺為具有一定厚度的八邊形平臺，所述懸臂為截面為U型的方箱，所述柔性平臺和懸臂表面均分布有若干定位孔，所述懸臂通過鎖緊件可拆卸地安裝于柔性平臺的四周。采用上述裝置進行生產具有無需模具，直接成型的特點，能夠同時滿足大尺寸和復雜結構筋條的回轉體類零件的成型。該裝置成型質量好、效率高、構件力學性能好、制造成本低，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于非標設備及工藝裝備研制領域，具體涉及一種用于帶筋條回轉體類零件的電弧熔絲增材制造裝置。

背景技術

增材制造，與傳統的減材制造不同，增材制造是一種逐層累積的制造方法。電弧熔絲增材制造技術，是一種制造功能結構一體化大型金屬零件的數字化制造技術。通過送絲方式，采用電弧作為熱源，實現金屬絲材直接堆積的新型增材制造技術。該技術具有沉積效率高、成本低等特點，能實現高性能高溫合金、鈦合金、鋁合金和高強鋼等大型復雜結構件的快速制造。以電弧增材制造技術成型的零件具有力學性能好、生產成本低、成型效率高等優點，受到廣泛關注。

帶筋條回轉體類零件是航天領域主承力結構之一，由于帶筋條回轉體類零件產品一般尺寸大，其產品直徑通常在米級以上，產品的回轉體內、外壁上筋條結構復雜，因此采用傳統的鍛造方法或鑄造方法會面臨著材料利用率低和產品合格率低等問題。

但由于帶筋條回轉體類零件一般尺寸大、筋條結構復雜，目前現有技術中的電弧熔絲增材制造裝置無法同時滿足回轉體類零件大尺寸和復雜結構筋條的成型，因此如何提供一種電弧熔絲增材制造裝置，以實現帶筋條回轉體類零件的高效率、低成本快速成型是目前亟需解決的技術問題。

發明內容

為了至少解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案是提供一種電弧熔絲增材制造裝置，采用本發明提供的電弧熔絲增材制造裝置進行帶筋條回轉體類零件的生產除了具有無需模具，直接成型的特點外，還能夠同時滿足大尺寸和復雜結構筋條的回轉體類零件的成型，進而能夠解決回轉體內、外筋條質量低、復雜筋條成型效率低、力學性能差，制造成本高、使用壽命短的問題。

為了至少實現上述目的之一，本發明采用的技術方案為：

本發明提供一種電弧熔絲增材制造裝置，用于帶筋條回轉體類零件的成型，所述電弧熔絲增材制造裝置包括：路徑執行機構、變位機機構、平臺機構和焊接機構，所述平臺機構包括柔性平臺、懸臂和裝夾組件；所述柔性平臺為具有一定厚度的八邊形平臺，所述懸臂為截面為U型的方箱，所述柔性平臺和懸臂表面均分布有若干定位孔，所述懸臂通過鎖緊件可拆卸地安裝于柔性平臺的四周。

進一步地，所述路徑執行機構包括機器人組件、升降組件、滑移組件；所述焊接機構包括末端執行器；所述末端執行器安裝在所述機器人組件的末端，所述機器人組件固定在升降組件的頂端，并隨升降組件滑動連接在滑移組件上。

進一步地，所述變位機機構包括雙軸伺服變位機和支撐組件；所述雙軸伺服變位機設置在所述支撐組件上，并驅動所述柔性平臺旋轉和翻轉；所述雙軸伺服變位機包括伺服電機和減速機。

進一步地，所述焊接機構還包括MIG/MAG焊接電源、送絲機構、水冷機構，所述末端執行器為焊槍。

進一步地，所述雙軸伺服變位機致動所述柔性平臺旋轉，在成型回轉體時所述柔性平臺的旋轉軸線保持水平狀態；在成型內、外壁筋條時所述柔性平臺向一側翻轉90°。

進一步地，所述機器人組件為六軸工業機器人，所述滑移組件為絲杠滑軌，所述升降組件設置在所述絲杠滑軌上。

進一步地，所述絲杠滑軌為兩組，采用相對位置擺放、中心線位置重合布置，并且滑軌中心線通過柔性平臺旋轉中心軸。