一种自动上下料的金属增材制造系统技术方案

本发明专利技术提供一种自动上下料的金属增材制造系统，其大大节约了填充保护气体的时间，提高了金属增材制造系统的工作效率。该系统包括增材设备、设备密封箱、第一密封门组件、工件缓存区密封箱、缓存区净化器、缓存区底座、设备底座、设备净化器以及自动上下料机构；设备密封箱的通过第一密封门组件与工件缓存区密封箱连通或隔离；设备净化器、缓存区净化器分别与设备密封箱、工件缓存区密封箱连接；增材设备固定安装在设备底座上；自动上下料结构用于将打印完成的工件从设备密封箱移动至工件缓存区密封箱内。

【技术实现步骤摘要】
一种自动上下料的金属增材制造系统
本专利技术涉及金属增材制造
，具体涉及一种自动上下料的金属增材制造系统。
技术介绍
金属增材制造系统为运用粉末状金属、丝材金属等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，打印出的物体为3D造型，且形状不一。现有的金属增材制造机存在以下：(1)现有的金属增材制造系统的密封空间大，而金属增材制造系统需要在保护气体的氛围下进行工作，所以经常需要在金属增材制造系统密封空间中填充保护气体，由于其密封空间大，填充保护气所需要时间长，当工件打印完成后，需要打开其箱门，这样在进行加工时，又需要很长时间填充保护气体，大大浪费了加工辅助时间，降低了加工效率；(2)现有的金属增材制造系统都是采用单个熔覆头，考虑到最后打印产品的精度，一般熔覆头的宽度就比较细，这样打印产品的工作时间就比较长且工作效率低下；(3)无法实现将打印和测量有机结合在一起，即无法实现在线式测量，这样浪费了工作时间，降低了生产效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自动上下料的金属增材制造系统，其大大节约了填充保护气体的时间，提高了金属增材制造系统的工作效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供了一种自动上下料的金属增材制造系统，包括增材设备、设备密封箱、第一密封门组件、工件缓存区密封箱、缓存区净化器、缓存区底座、设备底座、设备净化器以及自动上下料机构；设备密封箱固定安装在设备底座上；工件缓存区密封箱固定安装在缓存区底座上；工件缓存区密封箱设置在设备密封箱的侧方，且设备密封箱和工件缓存区密封箱之间设有第一密封门组件；设备密封箱正面设有箱门，箱门上设有多个工作孔；每个工作孔内均安装有操作手套；工件缓存区密封箱的正面设有活动箱门；设备净化器通过管路与设备密封箱连接；缓存区净化器通过管路与工件缓存区密封箱连接；增材设备固定安装在设备底座上；自动上下料结构包括驱动组件、升降组件、托架、第一输送平台及第二输送平台；其中，第一输送平台安装在缓存区底座上，第二输送平台通过升降组件安装在设备底座上且位于所述增材设备中定位工装的下方；托架设置于所述第一输送平台上；所述驱动组件包括单轴机器人及设置于所述单轴机器人上的滑杆，所述托架上靠近驱动组件的侧部沿水平方向设有至少一个卡槽，所述滑杆上设置有与所述卡槽相适配的凸起，所述托架在单轴机器人、滑杆的作用下可在第一输送平台与所述第二输送平台上沿所述水平方向移动；托架在升降组件的作用下可沿竖直方向移动，从而将增材设备中定位工装顶起或者下落。在零件加工过程中第一密封门组件关闭，设备密封箱和工件缓存区密封箱之间处于相互隔离密封的状态，两个箱体内的气氛互补影响；在零件加工完成后，第一密封门组件开启，自动上下料结构将零件从增材设备上移动到第二输送平台上，再移动到第一输送平台上，然后将第一密封门组件关闭，之后打开活动箱门将零件取出，最后，利用设备净化器对在设备密封箱内气氛进行调节，由于上述过程中，设备密封箱内的气氛不会受到太大的破坏，因此设备净化器只需要很短时间就能将设备密封箱内的气氛调整完毕，大大提高了加工效率。在确保单轴机器人的行程尽可能短(节省体积)的同时还能很好的工件取放工作，一般在托架侧部设置三个卡槽，这样一来自动上下料机构还作出了一下优化设计：进一步地，上述自动上下料机构还包括旋转单元；旋转单元包括支座、顶板、气缸、关节轴承、铰链座以及连接板；支座安装在所述设备底座上，支座与所述顶板铰接，顶板上固定安装单轴机器人；单轴机器人上安装连接板；气缸通过铰链座铰接与所述增材设备上，所述关节轴承安装在所述气缸活塞杆末端且所述关节轴承与所述安装板铰接。自动下料过程：将托架从第一输送平台移动至第二输送平台：滑杆的凸起卡在托架侧部的最靠近第二输送平台的卡槽(卡槽C)内，单轴机器人拖动托架从第一输送平台刚好到达第二输送平台，然后旋转单元带动驱动组件旋转，滑杆脱离卡槽C，然后单轴机器人在此移动至托架侧部的中间卡槽处，旋转单元带动驱动组件反向旋转，滑杆的凸起卡在中间卡槽(卡槽B)内，单轴机器人将托架拖动至所述增材设备中定位工装的下方；升降组件开始工作将定位工装连同工件顶起；将托架从第二输送平台移动至第一输送平台：滑杆的凸起卡在托架侧部的的中间卡槽(卡槽B)内，单轴机器人拖动托架至即将离开第二输送平台的位置，同时升降组件回落至初始位置，然后旋转单元带动驱动组件旋转，滑杆脱离卡槽B，然后单轴机器人再次移动至托架侧部的靠近第一输送平台的卡槽(卡槽A)内，旋转单元带动驱动组件反向旋转，滑杆的凸起卡在卡槽A内，单轴机器人将托架拖动至第一输送平台上。进一步地，上述升降组件包括：升降气缸、基板、导柱、直线轴承以及限位环，所述基板固定于设备底座上；所述升降气缸安装在所述基板的底面且升降气缸的活塞杆穿过所述基板后与所述第二输送平台连接；所述导柱贯穿所述基板且连接所述第二输送平台的底面，所述直线轴承套设于所述导柱上且连接所述基板的底面，所述限位环位于所述导柱的底端。进一步地，上述第一输送平台与所述第二输送平台均包括：输送本体、位于所述输送本体两侧的水平滚轮和竖直滚轮。进一步地，上述第一密封门组件包括钢丝、绞盘电机、定滑轮、钢丝绞盘、第一滑板、第一滑轨、挂钩、第一导套、第一滑块、第一气缸、第一导柱、吊钩和第一密封门组成；绞盘电机、定滑轮均固定安装在设备密封箱顶部，绞盘电机的输出轴上安装钢丝绞盘；第一滑轨为两个，且沿竖直方向平行安装在设备密封箱侧壁内，第一滑板卡装在两个第一滑轨上，第一滑板的顶部安装挂钩；钢丝一端固定在钢丝绞盘上，另一端绕过定滑轮后与所述挂钩固连；第一气缸固定在第一滑板上，其活塞杆与第一密封门连接，活塞杆的移动方向为水平方向；第一滑板上套装有多个第一导套，所述第一密封门上对应多个第一导套的位置设置多个第一导柱，第一导柱的一端固定安装在第一密封门上，另一端穿入所述第一导套内。当需要第一密封门组件开启时，首先第一气缸缩回，从而带动第一密封门在第一导柱和第一导套的作用下沿水平方向移动，此时第一密封门与设备密封箱的内侧壁分离，之后绞盘电机开始旋转，从而带动第一滑板、第一密封门竖直向上移动，从而使得第一密封门组件打开，此时设备密封箱与工件缓存区密封箱连通。当需要第一密封门组件关闭时，绞盘电机开始反向旋转，从而带动第一滑板、第一密封门竖直向下移动，之后第一气缸向外伸出，从而带动第一密封门在第一导柱和第一导套的作用下沿水平方向移动，此时第一密封门与设备密封箱的内侧壁紧密贴合，使得第一密封门组件关闭，此时设备密封箱与工件缓存区密封箱密封隔离。进一步地，为了确保气密封性，上述设备密封箱侧内壁相对于第一密封门组件的位置上安装有与第一密封门相适配的密封圈。进一步地，上述设备密封箱上还设有工具箱以及工具箱净化器；工具箱包括右密封门单元、工具箱本体、左密封门单元、视窗、滚轮、抽板和滑轨；工具箱本体内部通过右密封门单元与外部隔离/连通，工具箱本体内部通过左密封门单元与所述设备密封箱内部隔离/连通；工具箱本体的正面安装视窗；工具箱本体的正面内壁下方以及背面内壁下方均设置有滑轨，两个滑轨之间滑动连接有抽板。进一步地，上述右密封门单元包括右卡柱、右锁杆、右第一连杆、右第二连杆、右安装支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：包括增材设备、设备密封箱、第一密封门组件、工件缓存区密封箱、缓存区净化器、缓存区底座、设备底座、设备净化器以及自动上下料机构；设备密封箱固定安装在设备底座上；工件缓存区密封箱固定安装在缓存区底座上；工件缓存区密封箱设置在设备密封箱的侧方，且设备密封箱和工件缓存区密封箱之间设有第一密封门组件；设备密封箱正面设有箱门，箱门上设有多个工作孔；每个工作孔内均安装有操作手套；工件缓存区密封箱的正面设有活动箱门；设备净化器通过管路与设备密封箱连接；缓存区净化器通过管路与工件缓存区密封箱连接；增材设备固定安装在设备底座上；自动上下料结构包括驱动组件、升降组件、托架、第一输送平台及第二输送平台；其中，第一输送平台安装在缓存区底座上，第二输送平台通过升降组件安装在设备底座上且位于所述增材设备中定位工装的下方；托架设置于所述第一输送平台上；所述驱动组件包括单轴机器人及设置于所述单轴机器人上的滑杆，所述托架上靠近驱动组件的侧部沿水平方向设有至少一个卡槽，所述滑杆上设置有与所述卡槽相适配的凸起，所述托架在单轴机器人、滑杆的作用下可在第一输送平台与所述第二输送平台上沿所述水平方向移动；托架在升降组件的作用下可沿竖直方向移动，从而将增材设备中定位工装顶起或者下落。...

【技术特征摘要】
2019.04.16 CN 20191030440611.一种自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：包括增材设备、设备密封箱、第一密封门组件、工件缓存区密封箱、缓存区净化器、缓存区底座、设备底座、设备净化器以及自动上下料机构；设备密封箱固定安装在设备底座上；工件缓存区密封箱固定安装在缓存区底座上；工件缓存区密封箱设置在设备密封箱的侧方，且设备密封箱和工件缓存区密封箱之间设有第一密封门组件；设备密封箱正面设有箱门，箱门上设有多个工作孔；每个工作孔内均安装有操作手套；工件缓存区密封箱的正面设有活动箱门；设备净化器通过管路与设备密封箱连接；缓存区净化器通过管路与工件缓存区密封箱连接；增材设备固定安装在设备底座上；自动上下料结构包括驱动组件、升降组件、托架、第一输送平台及第二输送平台；其中，第一输送平台安装在缓存区底座上，第二输送平台通过升降组件安装在设备底座上且位于所述增材设备中定位工装的下方；托架设置于所述第一输送平台上；所述驱动组件包括单轴机器人及设置于所述单轴机器人上的滑杆，所述托架上靠近驱动组件的侧部沿水平方向设有至少一个卡槽，所述滑杆上设置有与所述卡槽相适配的凸起，所述托架在单轴机器人、滑杆的作用下可在第一输送平台与所述第二输送平台上沿所述水平方向移动；托架在升降组件的作用下可沿竖直方向移动，从而将增材设备中定位工装顶起或者下落。2.根据权利要求1所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述自动上下料结构还包括旋转单元；所述旋转单元包括支座、顶板、气缸、关节轴承、铰链座以及连接板；支座安装在所述设备底座上，支座与所述顶板铰接，顶板上固定安装单轴机器人；单轴机器人上安装连接板；气缸通过铰链座铰接与所述增材设备上，所述关节轴承安装在所述气缸活塞杆末端且所述关节轴承与所述安装板铰接。3.根据权利要求1所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述升降组件包括：升降气缸、基板、导柱、直线轴承以及限位环，所述基板固定于设备底座上；所述升降气缸安装在所述基板的底面且升降气缸的活塞杆穿过所述基板后与所述第二输送平台连接；所述导柱贯穿所述基板且连接所述第二输送平台的底面，所述直线轴承套设于所述导柱上且连接所述基板的底面，所述限位环位于所述导柱的底端。4.根据权利要求1所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述第一输送平台与所述第二输送平台结构相同，且均包括输送本体、位于所述输送本体两侧的水平滚轮和竖直滚轮。5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述第一密封门组件包括钢丝、绞盘电机、定滑轮、钢丝绞盘、第一滑板、第一滑轨、挂钩、第一导套、第一滑块、第一气缸、第一导柱、吊钩和第一密封门组成；绞盘电机、定滑轮均固定安装在设备密封箱顶部，绞盘电机的输出轴上安装钢丝绞盘；第一滑轨为两个，且沿竖直方向平行设置在设备密封箱侧壁内，第一滑板卡装在两个第一滑轨上，第一滑板的顶部安装挂钩；钢丝一端固定在钢丝绞盘上，另一端绕过定滑轮后与所述挂钩固连；第一气缸固定在第一滑板上，其活塞杆与第一密封门连接，活塞杆的移动方向为水平方向；第一滑板上套装有多个第一导套，所述第一密封门上对应多个第一导套的位置设置多个第一导柱，第一导柱的一端固定安装在第一密封门上，另一端穿入所述第一导套内。6.根据权利要求5所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述设备密封箱侧内壁相对于第一密封门组件的位置上安装有与第一密封门相适配的密封圈。7.根据权利要求6所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述设备密封箱上还设有工具箱以及工具箱净化器；工具箱包括右密封门单元、工具箱本体、左密封门单元、视窗、滚轮、抽板和滑轨；工具箱本体内部通过右密封门单元与外部隔离/连通，工具箱本体内部通过左密封门单元与所述设备密封箱内部隔离/连通；工具箱本体的正面安装视窗；工具箱本体的正面内壁下方以及背面内壁下方均设置有滑轨，两个滑轨之间滑动连接有抽板。8.根据权利要求7所述的自动上下料的金属增材制造系统，其特征在于：所述右密封门单元包括右卡柱、右锁杆、右第一连杆、右第二连杆、右安装支架、右气弹簧、右第三连杆、右轴套、右推力轴承、右旋转把手、右密封门和右螺杆；右密封门上固定安装右轴套，右螺杆的一端插入所述右轴套内部并与右轴套螺纹连接，右螺杆的另一端通过右推力轴承与所述右旋转把手连接；右锁杆套装所述右轴套外，其一端设有与所述右卡柱相适配的挂钩，另一端设置右气弹簧以及右固定支架；右安装支架一端与所述右锁杆铰接，另一端固定在工具箱本体背面上方；右气弹簧固定端铰接在右安装支架上，活塞端与所述右锁杆连接；右卡柱固定安装在工具箱本体正面下方；右第一连杆下端与所述右轴套铰接，右第三连杆的下端铰接与右安装支架与所述右锁杆的铰接点，右第二连杆的两端分别与所述右第一连杆上端、右第三连杆的上端铰接。9.根据权利要求8所述的自动上下料的金属增材制造系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，吴增峰，王俊岭，卢秉恒，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61