一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于增材制造领域，具体涉及一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置。包括电弧增材工装，K型热电偶，传感器滑块，Y滑道，X滑道，增材基板，焊枪，送丝机构和工作台；电弧增材工装设置在工作台上，电弧增材工装上设有两个X滑道，和多个沿X滑道滑动的Y滑道，每个Y滑道上均布多个沿Y滑道滑动的传感器滑块，传感器滑块内设有K型热电偶，K型热电偶内设弹簧，保证在增材过程中受热而变形的基板与热电偶始终稳定贴合；增材基板设置在K型热电偶上。本实用新型专利技术可以实现精确采集电弧熔丝增材制造过程中650mm

【技术实现步骤摘要】
一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置


[0001]本技术属于增材制造领域，具体涉及一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置。

技术介绍

[0002]增材制造技术根据载能束的不同，分为电弧、激光、电子束三类，电弧增材制造技术（WAAM）利用电弧作为瞬时点热源将丝材融化然后进行3D堆积，这种技术具有成形效率高、材料稳定性好、材料利用率高、成形工件尺寸大、设备制造成本低等优势，可应用于多种金属材料的增材制造。与铸造、锻压技术相比，不需要模具，生产周期短，生产产品灵活性高，尤其适用于小批量的生产；且电弧增材制造技术仅需要用金属焊枪、机械手臂及送丝机构等设备就可进行大尺寸构件的增材制造及构件的修复，与激光、电子束增材制造技术相比，设备成本低，节约原材料。
[0003]目前WAAM技术虽然应用广泛，但其也存在成形件精度难以很好地控制，组织结构和性能较差，难熔金属适应性差等技术问题。电弧增材制造载能束具有热流密度低、加热半径大、热源强度高等特征, 成形过程中往复移动的瞬时点热源与成形环境强烈相互作用，其热边界条件具有非线性时变特征，故成形过程稳定性控制是获得连续一致成形形貌的难点，尤其对大尺寸构件而言，热积累引起的环境变量变化更显著，达到定态熔池需要更长的过渡时间。针对热积累导致的环境变化，如何实现过程稳定性控制以保证成形尺寸精度是现阶段电弧增材制造的研究热点。相对于传统焊接过程，电弧增材过程中的热循环较为特殊，在制造过程中有着多次的预热处理和后热处理过程，因而零件组织容易出现晶粒粗大、热裂纹、晶间腐蚀和变形等问题，因此在增材制造过程中控制高温停留时间，减少温度场的分布不均匀和降低残余应力是得到良好构件的关键因素。
[0004]申请号为CN202011349966.8的公开了一种电弧增材制造自动测温系统及方法。此技术的测温传感器设置在打印件的一侧,对于薄壁件来说测温范围更大,对安装位置要求不苛刻；此技术在打印过程中通过测温单元检测打印机的温度,通过测距单元检测打印机的高度,能够精确控制每次堆敷的起始温度,方便打印过程的监控,也有利于后期关于缺陷的分析,从而得到满足工程要求的零件。
[0005]但上述设备测温测的是打印机的温度，目的是精确控制每次堆敷的起始温度，测温范围窄，无法实时采集电弧熔丝增材制造过程中增材基板内各点的温度分布情况。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置。
[0007]实现本技术目的的技术解决方案为：一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置，包括电弧增材工装，K型热电偶，传感器滑块，Y滑道，X滑道，增材基板，焊枪，送丝机构和工作台；
[0008]电弧增材工装设置在工作台上，电弧增材工装上设有两个X滑道，和多个沿X滑道
滑动的Y滑道，每个Y滑道上均布多个沿Y滑道滑动的传感器滑块，传感器滑块内设有K型热电偶，K型热电偶内设弹簧，保证在增材过程中受热而变形的基板与热电偶始终稳定贴合；所述增材基板设置在K型热电偶上。
[0009]进一步的，所述Y滑道，X滑道上均设有刻度盘。
[0010]进一步的，还包括承力支架，所述承力支架设置在电弧增材工装下方，平行于X滑道设置，用于支撑Y滑道。
[0011]进一步的，还包括传感器安装附件，数据采集卡和工控机；
[0012]K型热电偶通过传感器安装附件将多个K型热电偶的温度信号收集整合之后通过数据总线传递到工控机内部安装的数据采集卡。
[0013]进一步的，传感器安装附件包括屏蔽双绞线、ADAM
‑
4118热电偶输入模块和容纳固定盒。
[0014]进一步的，K型热电偶的数量为6Ｘ5个。
[0015]本技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0016]可以实现精确采集电弧熔丝增材制造过程中650mm
×
750mm范围内各点的温度分布情况。
附图说明
[0017]图1是本技术的阵列多点测温装置应用示意图。
[0018]图2是本技术测温装置电气硬件原理图。
[0019]图3是本技术可调节阵列工装的俯视图。
[0020]图4是本技术可调节阵列工装的主视图。
[0021]图5是本技术的X滑道示意图。
[0022]图6是本技术的承力支架示意图。
[0023]图7是本技术的Y滑道、传感器滑块和热电偶的组装俯视图。
[0024]图8是本技术的Y滑道、传感器滑块和热电偶的组装正视图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑
可调节阵列工装，2
‑
K型热电偶，3
‑
热电偶输入模块，4
‑
传感器安装附件，5
‑
数据采集卡，6
‑
工控机，7
‑
传感器滑块，8—螺纹通孔，9
‑
Y滑道，10
‑
刻度盘，11
‑
X滑道，12
‑
承力支架，13
‑
增材基板，14
‑
LabVIEW软件，15
‑
焊枪，16
‑
送丝机构，17
‑
工作台。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本技术作进一步详细描述。
[0028]本技术电弧增材过程中的可调节阵列多点测温装置采用如下装置：
[0029]如图1所示，包括硬件部分与软件部分；其中，硬件部分包括可调节阵列电弧增材工装1、K型热电偶2；数据采集转换模块3；传感器安装附件4；数据采集卡5；工控机6，图2是本技术测温系统电气硬件原理图。
[0030]如图1、3、4、5、6、7所示，所述的可调节阵列电弧增材工装1包括30个传感器滑块7；螺纹通孔8；5个滑道y9、刻度盘10；2个滑道x11；2个承力支架12；增材基板13。
[0031]电弧增材工装1采用不锈钢材料制成，包括传感器滑块7，滑道y9，滑道x11，滑道
x11和承力支架12在工装放在平台上边的时候将工装支离平台表面，以便将K型热电偶2引线伸出，采用钻孔攻丝工艺在传感器滑块7上边加工螺纹通孔8，用于安装带有螺纹的K型热电偶2；温度传感器即K型热电偶2通过螺纹从滑块下边安装固定于传感器滑块7上，热电偶的头部通过滑块上加工的螺纹通孔8向上伸出工装一段距离，再将增材基板13放置于工装之上并调平增材平面，保证热电偶处于弹性状态，以保证增材基板13受热变形时也能实时与K型热电偶2接触进行测温；根据被测工件的大小选择合适的测温面积然后调节温度传感器阵列面积；将K型热电偶2通过接线端连接到ADAM
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4118热电偶输入模块3，ADAM
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4118热电偶输入模块3将多个K型热电偶2的温度信号收集整合之后通过数据总线传递到工控机6内部安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置，其特征在于，包括电弧增材工装(1)，K型热电偶(2)，传感器滑块(7)，Y滑道(9)，X滑道(11)，增材基板(13)，焊枪(15)，送丝机构(16)和工作台(17)；电弧增材工装(1)设置在工作台(17)上，电弧增材工装(1)上设有两个X滑道(11)，和多个沿X滑道(11)滑动的Y滑道(9)，每个Y滑道(9)上均布多个沿Y滑道(9)滑动的传感器滑块(7)，传感器滑块(7)内设有K型热电偶(2)，K型热电偶(2)内设弹簧，保证在增材过程中受热而变形的基板与热电偶始终稳定贴合；所述增材基板(13)设置在K型热电偶(2)上。2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述Y滑道(9)，X滑道(11)上均设有刻度盘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勇，马文龙，王克鸿，唐凯，李鹏一，
申请(专利权)人：南京联空智能增材研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：