一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法，包括龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元、焊房单元及总控单元；龙门架用于携载机器人单元及数控铣加工单元实现上下升降和左右移动；机器人单元用于携载焊枪和送丝机构实现增材制造；弧焊单元用于熔化丝材进行焊接；双旋转工作平台单元用于承载基板进行产品的电弧增材或毛坯产品的机加工；焊房单元用于焊接过程中焊接烟尘以及弧光的防护；总控单元用于显示龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元的工作状态，并通过人机交互的方式实现各分单元的控制。本发明专利技术通过同步在线增减材制造，解决了设备利用率低的问题。低的问题。低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法


[0001]本专利技术属于电弧增材制造设备
，特别涉及一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法。

技术介绍

[0002]电弧熔丝增材制造技术是一种制造功能结构一体化大型金属零件的数字化制造技术。通过送丝方式，采用电弧作为热源，实现金属丝材直接堆积的新型增材制造技术。该技术具有沉积效率高、成本低等特点，能实现高性能高温合金、钛合金、铝合金和高强钢等大型复杂结构件的快速制造。以电弧增材制造技术成形的构件具有力学性能好、生产成本低、成形效率高等优点，受到广泛关注。
[0003]目前，传统的电弧增材制造装备多采用机器人或机床夹持焊枪在程序的控制下实现毛坯产品的增材成形，增材成形结束后再转移至专用机床进行毛坯产品的机加工。传统的制造过程需要增材和减材两套装备才能实现，存在周转时间长和设备利用率低的问题。已有专利提出了电弧增/减材一体化的设备，在电弧增材结束后于同一平台上进行后续毛坯机加工，该设备需要等待增材产品机加工结束后才能进行下一件产品的制造，仍然存在设备利用率低的问题。传统的制造装备已经满足不了设计部门对于增材制造快速响应的迫切需求。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法，通过同步在线增、减材制造，提高了生产效率，解决了设备利用率低的问题，从而完成本专利技术。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]第一方面，一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，包括龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元、焊房单元及总控单元；龙门架用于携载机器人单元及数控铣加工单元实现上下升降和左右移动；机器人单元用于携载焊枪和送丝机构实现增材制造；弧焊单元用于熔化丝材进行焊接；数控铣加工单元用于对增材零件实施加工处理；双旋转工作平台单元用于承载基板进行产品的电弧增材或毛坯产品的机加工；焊房单元用于焊接过程中焊接烟尘以及弧光的防护；总控单元用于显示龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元的工作状态，并通过人机交互的方式实现各分单元的控制。
[0007]第二方面，一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造方法，通过第一方面所述的一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置实施，包括如下步骤：
[0008]将基板至于旋转工作平台I上，机器人单元携载焊枪和送丝机构实施电弧增材制造；
[0009]完成增材制造后，将旋转工作平台I、旋转工作平台II沿滑轨相向移动后对接成为
一个大的工作平台，移动毛坯产品至旋转工作平台II；
[0010]将旋转工作平台I、旋转工作平台II沿滑轨反向移动形成两个独立的工作平台，旋转工作平台I继续实施增材制造部分，承载毛坯产品的旋转工作平台II实施铣加工减材。
[0011]根据本专利技术提供的一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法，具有以下有益效果：
[0012](1)本专利技术提供的一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法，从设备上实现了构件的同步在线增、减材制造，可以提高生产效率；
[0013](2)本专利技术的固定式龙门双路沉积大尺寸电弧熔丝增/减材制造装备具有成形产品尺寸大和沉积效率高等特点，可以实现大型复杂工件的制造；
[0014](3)本专利技术提供的一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置及方法，以机器人控制系统为基础，而实现机器人协调控制及外部轴联动控制的技术方案成熟度高，因此整体系统易实现。
附图说明
[0015]图1为设备舱内增材示意图；
[0016]图2为设备舱内减材示意图；
[0017]图3为设备舱外正视图；
[0018]图4为设备舱外侧视图。
[0019]附图标号说明
[0020]1‑
龙门架；2
‑
滑枕；3
‑
主机器人；4
‑
从机器人；5
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焊枪；6
‑
旋转工作平台I；7
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机器人控制柜；8
‑
CMT焊接电源；9
‑
送丝机构；10
‑
铣加工头；11
‑
旋转工作平台II；12
‑
总控单元；13
‑
滑轨；14
‑
刚性舱体；15
‑
观测窗口16
‑
安全门；17
‑
烟尘净化装置。
具体实施方式
[0021]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0022]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0023]根据本专利技术的第一方面，提供了一种固定式龙门双路沉积大尺寸电弧增材与减材复合制造装置，如图1和2所示，包括龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元、焊房单元及总控单元；龙门架用于携载机器人单元及数控铣加工单元实现上下升降和左右移动；机器人单元用于携载焊枪5和送丝机构9实现增材制造；弧焊单元用于熔化丝材进行焊接；数控铣加工单元用于对增材零件实施加工处理；双旋转工作平台单元用于承载基板进行产品的电弧增材或毛坯产品的机加工；焊房单元用于焊接过程中焊接烟尘以及弧光的防护；总控单元用于显示龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元的工作状态，并通过人机交互的方式实现各分单元的控制。
[0024]龙门架1由双立柱、顶部横梁和N(N≥2)块滑枕2组成。N块滑枕2分布在顶部横梁两侧，一侧分布N1块滑枕，N1≥1，其上分别悬挂有机器人，机器人能够在滑枕上进行上下移动，
运动方向分别视为Z1向至Z
N1
向，运动范围为0
‑
2.5m，该N1块滑枕能够沿着顶部横梁进行左右运动，运动方向分别视为Y1向至Y
N1
向，运动范围为0
‑
3m；顶部横梁另一侧分布N2块滑枕，N2≥1，用于悬挂数控铣加工单元，该N2块数控铣加工单元能够在滑枕上进行上下移动，运动方向分视为Z
N1+1
向至Z
N2
向，运动范围为0
‑
2.5m，该滑枕能够沿着顶部横梁进行左右运动，运动方向视为Y
N1+1
向至Y
N2
向，运动范围为0
‑
3m。优选地，如图1和2所示，龙门架为三臂龙门架，N1为2，N2为1。
[0025]机器人单元包括悬挂于横梁单侧N1块滑枕2末端的机器人；机器人之间能够进行协同联动，机器人为工业六轴机器人。优选地，机器人单元中机器人为两组，分别为主机器人3和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，其特征在于，包括龙门架1、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元、焊房单元及总控单元；龙门架用于携载机器人单元及数控铣加工单元实现上下升降和左右移动；机器人单元用于携载焊枪(5)和送丝机构(9)实现增材制造；弧焊单元用于熔化丝材进行焊接；数控铣加工单元用于对增材零件实施加工处理；双旋转工作平台单元用于承载基板进行产品的电弧增材或毛坯产品的机加工；焊房单元用于焊接过程中焊接烟尘以及弧光的防护；总控单元用于显示龙门架、机器人单元、弧焊单元、数控铣加工单元、双旋转工作平台单元的工作状态，并通过人机交互的方式实现各分单元的控制。2.根据权利要求1所述的固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，其特征在于，所述龙门架(1)由双立柱、顶部横梁和N块滑枕(2)组成，N≥2；N块滑枕(2)分布在顶部横梁两侧，一侧分布N1块滑枕，N1≥1，其上分别悬挂有机器人，机器人能够在滑枕上进行上下移动，该N1块滑枕能够沿着顶部横梁进行左右运动；顶部横梁另一侧分布N2块滑枕，N2≥1，用于悬挂数控铣加工单元，数控铣加工单元能够在滑枕上进行上下移动，该N2块滑枕能够沿着顶部横梁进行左右运动。3.根据权利要求1所述的固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，其特征在于，机器人单元包括悬挂于横梁单侧N1块滑枕(2)末端的机器人。4.根据权利要求1所述的固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，其特征在于，所述弧焊单元包括悬挂于机器人六轴末端的焊枪(5)、悬挂于机器人底座的送丝机(9)和悬挂于龙门立柱旁的焊接电源(8)。5.根据权利要求1所述的固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，其特征在于，所述数控铣加工单元包括悬挂于横梁单侧N2个滑枕末端的铣加工头(10)，铣加工头(10)用于实施对增材零件的铣削、钻削和镗孔加工。6.根据权利要求1所述的固定式龙门电弧增材与减材复合制造装置，其特征在于，所述双旋转工作平台单元包括旋转工作平台I(6)、旋转工作平台II(11)、两导轨滑块和滑轨(13)；两个旋转工作平台均包括放置于独立的导轨滑块上的双轴伺服变位机、及双轴伺服变位机上的台面，旋转工作平台I(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晨，王福德，陈金存，李权，倪江涛，罗志伟，张睿泽，严振宇，崔保伟，侯谊飞，周庆军，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，
类型：发明
国别省市：