一种机床制造技术

本申请提供了一种机床(100)，用于通过处理头(300)将至少一种能量源和介质输送到工件上以进行增材制造，检查或数据收集，机床具有用于暂时接收处理头的夹紧机构(202)，机床包括具有管道的停止块(390)，用于传输能量源和介质中的至少一种，处理头包括设置成停止块的止转臂(391)和连接器(600)，处理头进一步包括管道，用于在处理头连接以接收能量源或介质时与停止块的管道配接。机床可以是多轴机床，停止块可以固定地设置在机床上，也可以与机床一起设置。

A machine tool

The present application provides a machine tool (100) for conveying at least one energy source and medium to a workpiece for additive manufacturing, inspection or data collection through a processing head (300). The machine tool has a clamping mechanism (202) for temporarily receiving the processing head. The machine tool includes a stop block (390) with a pipeline for transmitting at least one of the energy source and medium. The processing head includes setting to stop A stop arm (391) and a connector (600) of the stop block, the processing head further including a pipe for matching with the pipe of the stop block when the processing head is connected to receive an energy source or medium. The machine tool can be a multi axis machine tool, and the stop block can be fixed on the machine tool or set together with the machine tool.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种机床
本申请涉及一种机床或其他类型的机器，用于通过处理头将能量源和介质中的至少一种输送到工件上。特别地，但非排他地，机床可以被称为混合机床。特别地，但非排他地，本申请还涉及一种装置和一种使用该装置进行混合制造的方法。混合制造是指将增材制造和数控加工结合起来的制造方法。
技术介绍
在过去，机床能够通过所谓的加工从工件上去除材料，这种机床包括通常由计算机控制或计算机数控(CNC)的铣床等。如专利技术人提交的先前应用程序中所述，例如WO2014/013247和WO2015/189600，可以被称为“机床”的传统数控铣床仅用于材料去除操作，例如铣削、钻孔、磨削、拉削等。CNC铣床还可以执行某些类型的测量，例如使用接触式触摸探针或非接触式扫描仪进行局部测量。随着技术的发展，现在可以使用这样的机器来执行其他功能，例如其他形式的材料去除(超声波、激光等)、焊接和材料沉积(例如激光沉积、硬面、定向能量源沉积、增材制造等)。增材制造是指通过添加材料来制造、修改或修复工件或其至少一部分的技术。增材制造通常由独立运行的3D打印机执行。在其他情况下，增材制造通过专用的增材制造系统或通过机器人、机床、装配线或类似物的沉积来进行。申请人已经意识到，可以在机床环境中应用增材制造技术以获得很大的益处。增材制造技术和传统减材制造技术的组合被称为混合制造。现有技术中，提供了能够安装到现有机床上的处理头的装置，例如多轴CNC铣床。然而，这种现有技术处理头并不像期望中的那样方便。机床增材制造技术的改进促进了“混合制造”的引入。如WO2014/013247和WO2015/189600中所述，适合于增材制造的各种能量源可以集成机床。常见的能量源是激光，如WO2014/013247的优选实施例中所示。如WO2014/013247中所述，激光能量源和给料介质的输送是通过专利技术一种可对接的传输能量源或介质的管道和处理头上相应的接收能量源和/或介质的管道实现的。WO2014/013247的优选实施例对于各种处理方法是理想的，尤其是提供视线激光能量源输送。已经了解，处理头上描述的可对接的管道以及与其对应的管道是复杂且昂贵的部件。安装这种对接系统所需的努力对于通常由金属制成的高价值部件的基于激光的定向能量源沉积是合理的，但是人们已经意识到，这些部件由于成本等原因可能不适合与处理头的某些组合一起使用，包括需要使用某些类型的检查头部和其他类型的增材制造技术。WO2015127272披露了使用机床的增材制造工艺的方法和装置，并且可以包括控制处理头的方向以控制制造能量源射束，进料粉末喷嘴或两者的切向角。可以控制非圆形能量源射束的方向以使能量源射束更均匀地分布在工具路径的宽度上。作为替代地，可以控制进料粉末喷嘴的方向以朝向与束靶间隔开的粉末靶投射。US9446475披露了一种用于超声波增材制造过程的系统，包括铣床等和焊接组件。铣床包括用于接收铣削工具的轴，轴能够沿Z轴方向移动；铣床还包括位于轴的下方的工作台，工作台能够在X轴方向和Y轴方向上移动。焊接组件安装在铣床的轴上，包括超声焊接头部；铣床还包括锥形工具柄，用于将焊接组件连接到轴上；铣床还包括设置在超声波焊头部和轴之间的独立的配合套环，其中配合套环可以将超声波增材制造过程中的推力负载从超声波焊接头部转移到轴的z轴而不损坏机器的轴或其它部件。
技术实现思路
根据本申请的第一方面，提供了一种机床，能够通过处理头将能量源和介质中的至少一种输送至工件，以进行材料添加、检测或数据收集，其中，机床具有用于收容处理头的夹紧机构，机床包括带有第一管道的停止块，第一管道用于传输能量源和介质中的至少一种，处理头包括能够与停止块配接的止转臂和连接器，处理头包括能够与第一管道配接的第二管道。在一些实施例中，机床是多轴机床。在一些实施例中，所述介质或所述能量源是从所述管道第二管道传输至所述处理头。在一些实施例中，处理头的介质或能量源应用于工件。在一些实施例中，介质或能量源通过处理头的处理组件应用于工件。在一些实施例中，处理组件是与工件邻接的。处理组件可以包括应用头或者可以包括应用点。在一些实施例中，停止块固定到机床上并且是不可移动的。在一些实施例中，停止块设置有位于主轴上或靠近主轴的管道。在一个实施例中，所述停止块与所述机床一起设置。在一些实施例中，停止块可以设置在机床的轴、轴壳体、Z轴铸件或其他结构中，从而提供一种能够使用具有止转臂和/或连接器的处理头方法。在一些实施例中，轴可包括轴体的外部，其在使用中不旋转。轴壳可包括盖或包围轴的其他部分。在其他实施例中，停止块可以集成到包围或至少部分环绕主轴的套管或金属片盖中。现有技术中，CNC机床上使用停止块的技术是存在的。通常，当希望防止外壳或整个加工或铣削头部移动时，使用这种停止块，特别是用于防止处理头的一部分的旋转运动。在一些实施例中，在机床上提供一个块，该块包括至少一个孔，用于接收从处理头延伸的止转臂。止转臂可包括停止臂，还可包括柱塞或可替代的机械延伸部。柱塞可以由诸如钢的固体材料制造，其尺寸的设置可使柱塞能够抵抗任何旋转运动和施加于柱塞上的力。在一些实施例中，停止块管道可以设置成与处理头上的管道配接。在一些实施例中，停止块管道可以设置在停止块的孔周围。在一些实施例中，处理头上的管道可以设置在止动臂或柱塞上。在一些实施例中，可以在柱塞附近提供管道。在一些实施例中，机床可以用于处理工件。在一些实施例中，夹紧机构容纳在轴的突出部分中，能够将处理头限制于轴上，当处理头连接到夹紧机构时，机床通常有一个轴穿过处理头，处理头在轴上移动。在一些实施例中，处理头可包括用于将能量源引导到工件上的一个或多个引导机构。在一些实施例中，对接管道可以用于连接到引导机构，并在使用中，将一种或多种介质提供给处理头以便于处理工件。在一些实施例中，当处理头连接到夹紧机构并且止转臂连接到停止块时，对接管道能够将一种或多种介质供给给处理头。在一些实施例中，机床还包括至少一个机构，用于将供应对接管道移入和/或移出与处理头对接管道的连接中，其中，当停止块管道和处理头管道时，介质可以供给给处理头。在一些实施例中，将处理头装载到夹紧机构中的运动也将使两个对接管道彼此连通，不过，这种方法需要一个或多个附加步骤的部分或全部驱动来实现。在一些实施例中，附加步骤或“多阶段对接”允许使用连接器，其需要使用止转臂或其他方便的对齐方法(例如机器人或机架)以实现比管道接口的定位更精确的对齐，能够适用于这种方法的连接器的示例包括电连接器或分离或气连接器的水配件。在一些实施例中，附加步骤还可以用于移动或移除封盖，该封盖能够防止芯片、切屑、油、切削液和其他污染物污染管道连接器，例如电接口，当止转臂和柱塞之间的初始机械接口进入停止块时，附加步骤可通过任何方便的能量供应驱动，包括但不限于机械，气动或电动驱动。在一些实施例中，当与例如机器人或机架中的机械臂一起使用时，可能需要进行多个阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床，能够通过处理头将能量源和介质中的至少一种输送至工件，以进行材料添加、检查或数据收集，其中，所述机床具有用于收容所述处理头的夹紧机构，所述机床包括带有第一管道的停止块，所述第一管道用于传输所述能量源和所述介质中的至少一种，所述处理头包括所述能够与所述停止块配接的止转臂和连接器，所述处理头包括能够与所述第一管道配接的第二管道。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 GB 1704565.91.一种机床，能够通过处理头将能量源和介质中的至少一种输送至工件，以进行材料添加、检查或数据收集，其中，所述机床具有用于收容所述处理头的夹紧机构，所述机床包括带有第一管道的停止块，所述第一管道用于传输所述能量源和所述介质中的至少一种，所述处理头包括所述能够与所述停止块配接的止转臂和连接器，所述处理头包括能够与所述第一管道配接的第二管道。


2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床是多轴机床。


3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，所述介质或所述能量源是从所述第二管道传输至所述处理头。


4.根据权利要求1-3任一项所述的机床，其特征在于，所述停止块固定地设置在所述机床上。


5.根据权利要求1-3任一项所述的机床，其特征在于，所述停止块与所述机床一起设置。


6.根据权利要求1-5任一项所述的机床，其特征在于，在所述止转臂中还包括定位环，所述定位环能够至少部分地包围所述处理头设置。


7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，所述定位环包括冷却机构。


8.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，所述机床还包括能够预热所述处理头的支架。


9.根据前述权利要求中任一项所述的机床，其特征在于，所述处理头还包括第二止转臂，所述机床还包括与所述第二止转臂配合的第二停止块。


10.一种配套组件，包括处理头，与所述处理头配接的停止块；所述处理头包括止转臂和第二管道；所述停止块包括与所述第二管道配接的第一管道；所述处理头还能够与机床的夹紧机构配接。


11.一种处理头与机床配接的方法，所述处理头具有止转臂、连接器以及第二管道，所述方法包括：
a)提供一种机床，所述机床包括具有供应管道的停止块底座；
b)使所述机床从储存位置中选择所述处理头，并将所述处理头插入所述机床的夹紧机构；
c)移动所述止转臂和所述连接器与所述停止块配接；
d)移动所述处理头的所述第二管道与所述停止块的第一管道配接；
其中，所述停止块的所述供应管道与所述处理头的所述第二管道的配接能够提供一个通道，所述通道能够将一种或多种介质提供给所述处理头。


12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述移动所述止转臂和所述连接器与所述停止块配接时，所述移动所述处理头的所述第二管道与所述停止块的所述供应对接管道配接也同时进行。


13.一种用于机床的处理头，其特征在于，包括夹紧组件和应用组件之间的主体部分，所述主体部分包括与所述主体部分连接的止转臂和设置在所述止转臂上的对接管道，所述对接管道能够在使用时与所述机床上的供应管道配接，所述对接管道能够把能量源和介质中的至少一种材料在应用于工件之前将其从所述供应管道输送至所述处理头。


14.根据权利要求13所述的处理头，其特征在于，所述处理头还包括捣实板，当材料沉积时，所述捣实板能够相对材料进行往复运动或振动。


15.根据权利要求13所述的处理头，其特征在于，所述处理头还包括用于压实所述材料的压板，所述压板使用摇摆运动进行压实。


16.一种处理头和支撑结构之间的对接接口，其特征在于，所述对接接口能够通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰森·琼斯，皮特·科茨，皮特·乔恩·所罗门，约书亚·泽德勒格，
申请(专利权)人：混合制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB