一种形性一体化的金属构件增材制造系统技术方案

本发明专利技术属于增材制造相关技术领域，更具体地，涉及一种形性一体化的金属构件增材制造系统，其包括载物平台、多电弧协同作业模块、电弧摄像检测单元、成形尺寸三维测量单元、堆积成形数字化监测模块等，并通过负反馈监控模块执行统一控制。其中多电弧协同作业模块配备有多个相互独立的电弧枪，并且它们彼此之间的相对位置和工作姿态发生自由改变。通过本发明专利技术，能够以结构紧凑、便于操控、自动化程度高和制造精度高的方式来执行各类大型金属构件的电弧增材制造全过程，同时较好地满足形、性一体化协同增材制造的要求。

A shape integrated metal component material manufacturing system

The invention belongs to the technical field of additive manufacturing, more specifically, relates to a metal component integration in the shape of the increasing material manufacturing system, including loading platform, collaborative operation module, multi arc arc imaging detection unit, a measuring unit, forming size 3D stacking forming digital monitoring module, and through negative feedback the implementation of a unified monitoring module control. The multi arc cooperative operation module is equipped with a plurality of independent arc guns, and the relative position and the working posture of the arc gun are changed freely. According to the invention, with compact structure, convenient operation, high automation and high manufacturing accuracy to perform all kinds of large-scale arc metal components of the whole process of increasing material manufacturing, and better meet the shape, the integration of collaborative increasing material manufacturing requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种形性一体化的金属构件增材制造系统
本专利技术属于增材制造相关
，更具体地，涉及一种形性一体化的金属构件增材制造系统。
技术介绍
电弧熔化金属丝材增材制造技术，是一种以电弧作为热源熔化金属丝材，并使得熔化的丝材按照所设定的成形路径不断堆积成形的快速增材制造方法。由于电弧熔化金属丝材增材制造技术具备成本低、效率高、空间任意曲面成形等特点，因而在各类大型复杂金属构件的制造成形中获得了广泛应用。然而，进一步的研究表明，现有技术中的电弧熔化金属丝材增材制造装备仍存在以下的缺陷或不足：首先，目前的设备大多使用的是弧焊电源加机器人的构造，其组件复杂，难于操控；其次，在增材制造过程往往采用手动编程或者离线编程，堆积成形构件的尺寸、质量一般是在成形完成后，利用一些后续的检测设备和方法对成形尺寸、性能进行检测，无法实现金属构件尤其是大型复杂金属构件形、性一体化协同增材制造；最后，在常规的电弧熔丝堆积过程中，不仅普遍存在电弧不稳定的情况，而且热积累往往会使堆积成形金属构件晶粒粗大，造成性能恶化，不能满足大型金属构件的高性能要求。相应地，本领域亟需作出进一步的完善和改进，以便更好地符合日益提升的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形性一体化的金属构件增材制造系统，其特征在于，该系统包括载物平台、多电弧协同作业模块、电弧摄像检测单元、成形尺寸三维测量单元、堆积成形数字化监测模块、和负反馈监控模块，其中：所述载物平台包括龙门架(12)、工作台(6)和导轨(7)，其中该龙门架(12)作为系统的主体框架结构，可沿着所述导轨(7)相对于所述工作台(6)执行Y轴方向的移动，它的横梁则可沿着Z轴方向上下移动；此外，该龙门架的横梁上还安装有第一六轴机器人(13)和第二六轴机器人(14)；所述多电弧协同作业模块整体安装在所述第一六轴机器人(13)上，并配备有多个相互独立的电弧枪，这些电弧枪各自既可沿着X轴、Y轴和Z轴方向执行直线移动...

【技术特征摘要】
1.一种形性一体化的金属构件增材制造系统，其特征在于，该系统包括载物平台、多电弧协同作业模块、电弧摄像检测单元、成形尺寸三维测量单元、堆积成形数字化监测模块、和负反馈监控模块，其中：所述载物平台包括龙门架(12)、工作台(6)和导轨(7)，其中该龙门架(12)作为系统的主体框架结构，可沿着所述导轨(7)相对于所述工作台(6)执行Y轴方向的移动，它的横梁则可沿着Z轴方向上下移动；此外，该龙门架的横梁上还安装有第一六轴机器人(13)和第二六轴机器人(14)；所述多电弧协同作业模块整体安装在所述第一六轴机器人(13)上，并配备有多个相互独立的电弧枪，这些电弧枪各自既可沿着X轴、Y轴和Z轴方向执行直线移动，也可执行以Z轴为转动轴的角度调整，从而使得它们彼此之间的相对位置和工作姿态发生自由改变；所述电弧摄像检测单元(15)、成形尺寸三维测量单元(16)均安装在所述第二六轴机器人(14)上，它们依照所述电弧枪的电弧运动轨迹保持同步运行，并分别用于对电弧的稳定性状态、金属构件制造成形过程中的实际三维尺寸执行实时检测，同时将相关数据发送至所述负反馈监控单元(8)；所述堆积成形数字化监测平台(5)用于设置在所述载物平台的一侧，并用于对金属构件堆积成形过程中的相关工艺参数执行实时监测，同时将相关数据一并发送至所述负反馈监控单元(8)；所述负反馈监控单元(8)布置在所述载物平台的另外一侧，并用于对所接受的数据执行统一反馈处理。2.如权利要求1所述的金属构件增材制造系统，其特征在于，上述系统还优选包括同样设置在所述载物台一侧的电弧稳定调控平台(2)和成形尺寸控制平台(3)，其中对于该电弧稳定调控平台(2)而言，它与所述电弧摄像检测单元(15)信号相连，并用于对所采集的图像数据执行分析处理以便实时监控电弧的稳定性状态，同时根据所述处理所述负反馈监控单元(8)的反馈信号，对电弧的稳定性状态予以调节；对于该成形尺寸控制平台(3)而言，它则与所述成形尺寸三维测量单元(16)信号相连，并用于对所采集的尺寸数据执行分析处理以便实时监控成形件的成形精度，同时根据所述处理所述负反馈监控单元(8)的反馈信号，对成形件的三维尺寸予以调节。3.如权利要求1或2所述的金属构件增材制造系统，其特征在于，上述系统还优选包括缺陷除去平台(4)，该缺陷除去平台同样设置在所述载物平台的一侧，并用于对金属构件成形件的质量缺陷执行实时检测，同时将相关数据发送至所述负反馈监控单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：余圣甫，史玉升，张李超，宋波，代轶励，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42