一种机器人电弧增减材一体化制造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电弧增减材制造技术领域，公开了一种机器人电弧增减材一体化制造装置，包括高效电弧增材制造系统、高速电主轴铣削系统和机器人变位机运动执行机构，所述高速电主轴铣削系统包括高速电主轴、刀柄快换装置和铣削控制装置，所述运动执行机构包括机器人、变位机和其控制装置，所述电主轴和焊枪之间通过安装夹具连接，所述安装夹具包括连接座、安装座、插块和支撑架。本实用新型专利技术通过将电弧增材和铣削减材两套系统有机集成在一起，装于一台六轴机器人上，增材焊枪与减材铣削结构紧促，便于控制，制造过程中，实现复杂结构件的高效率直接成形制造和高精度加工，提高制件效率和精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人电弧增减材一体化制造装置


[0001]本技术涉及电弧增减材制造
，具体为一种机器人电弧增减材一体化制造装置。

技术介绍

[0002]增材制造，技术又称3D打印技术，是计算机辅助设计与快速成形技术相结合，将材料逐层叠加、沉积成形的零件制造技术。金属材料的增材制造常以电弧、激光和电子束等高能束为热源，其原材料一般为丝材或粉材。
[0003]丝材电弧增材制造是将金属丝熔化后按照设定成形路径进行层层堆敷，直至整个零件近净成形。电弧增材制造的成形零件由全焊缝金属组成，化学成分均匀、致密度高，在力学性能方面优于铸造件，经过适当的调质手段可与锻件相当，与整体锻造件相比具有强度高、韧性好等优点。然而，电弧增材制造因其热输入高，随着堆积层数的增加，可能散热不及时会导致电弧增材基板热变形大，零件边缘会略微收缩等显现，使得结构件成形精度不高，影响了零件的力学性能和结构尺寸精度，另外，电弧增材可能制造整体封闭零件，如空心球体，若采用传统先电弧增材，之后再在数控机床减材去除表面余量，空心球体内部显然无法加工。这些缺陷极大限制了电弧增材的推广和应用。为解决上述缺点，为此，我们提出一种机器人电弧增减材一体化制造装置。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本技术提供了一种机器人电弧增减材一体化制造装置，解决了上述
技术介绍
中存在的问题。
[0005]本技术提供一种机器人电弧增减材一体化制造装置，包括高效电弧增材制造系统、高速电主轴铣削系统和机器人变位机运动执行机构，所述高效电弧增材制造系统包括电弧增材制造控制装置、焊机电源、送丝机、焊枪、焊丝缓冲器、可移动小车和保护气体，所述高速电主轴铣削系统包括高速电主轴、刀柄快换装置和铣削控制装置，所述运动执行机构包括机器人、变位机和其控制装置，所述电主轴和焊枪之间通过安装夹具连接，所述安装夹具包括连接座、安装座、插块和支撑架。
[0006]优选的，所述连接座中部设有滑动槽，所述滑动槽内活动连接有安装座，所述安装座的后端部呈环形设有插块，所述插块上设有螺纹孔，所述安装座下端部设有支撑架。
[0007]优选的，所述连接座与安装座相对面呈环形设有导向槽，所述导向槽内活动连接有插块。
[0008]优选的，所述连接座与安装座相对面设有与螺纹孔相对应的插孔。
[0009]优选的，所述插块呈“L”字形，且插块和导向槽数量相对应。
[0010]优选的，所述运动执行机构的变位机为两轴变位机，如L型变位机、U型变位机或者旋转十倾翻变位机。
[0011]优选的，所述电弧增材制造系统热源采用可实现多种电弧增材制造工艺的交流
CMT焊机。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0013](1)该机器人电弧增减材一体化制造装置，通过将电弧增材和铣削减材两套系统有机集成在一起，装于一台六轴机器人上，增材焊枪与减材铣削结构紧促，便于控制；制造过程中，实现复杂结构件的高效率直接成形制造和高精度加工，提高制件效率和精度。
[0014](2)该机器人电弧增减材一体化制造装置，通过设置连接座、安装座、插块和支撑架等结构，通过安装夹具将电主轴和焊枪与机器人摆臂固定，实现电弧增材制造系统与铣削系统共用，具有结构紧凑，占用空间小，运动灵活等特点，满足复杂构件增材制造的运动执行需求，且在固定时，仅需将插块插入导向槽内，旋转插块使得螺纹孔和导向槽沿轴线方向位置对应，通过螺栓便可以快速将安装夹具固定于机器人摆臂上，固定牢靠，操作简单，拆卸方便。
附图说明
[0015]图1为本技术的电弧增减材制造装备CMT热源增材系统；
[0016]图2为本技术的机器人式铣削减材系统；
[0017]图3为本技术结构的安装夹具示意图。
[0018]图中：101、安装夹具；1、连接座；2、滑动槽；3、导向槽；4、插孔；5、安装座；6、插块；7、螺纹孔；8、支撑架。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]请参阅图1
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3，本技术提供的一种实施例：一种机器人电弧增减材一体化制造装置，包括高效电弧增材制造系统、高速电主轴铣削系统和机器人变位机运动执行机构，通过集成多种增材制造热源，实现多种电弧增材制造加工。切换不同的打印材料及减材刀具即可实现钛合金、铝合金、结构钢等材料零部件的高效率直接成形及表面高效铣削加工。其中，运动执行机构的操作机器人为六周关节臂机器人，如ABB机器人、库卡机器人或者安川机器人。所述运动执行机构的变位机为两轴变位机，如L型变位机、U型变位机或者旋转十倾翻变位机。所述电弧增材制造系统热源采用可实现脉冲/直流MIG/MAG、CMT等多种电弧增材制造工艺的交流CMT(冷金属过渡焊接)焊机。铣削系统选择，可实现精确定位，并实现很高的速度、加速度及定角度快速准停，动态精度和稳定性好的高速电主轴。对于机器人电弧增减材一体化制造装置的加工参数包括增材速度、增材电流电压、保护气体的气流量、送丝速度、增材层高、铣刀材料、铣刀尺寸、进给速度等。所述高效电弧增材制造系统包括电弧增材制造控制装置、焊机电源、送丝机、焊枪、焊丝缓冲器、可移动小车和保护气体，所述高速电主轴铣削系统包括高速电主轴、刀柄快换装置和铣削控制装置，所述运动执行机构包括机器人、变位机和其控制装置，所述电主轴和焊枪之间通过安装夹具101连接，所述安装夹具101包括连接座1、安装座5、插块6和支撑架8。所述连接座1中部设有滑动槽2，所述滑动槽2
内活动连接有安装座5，所述安装座5的后端部呈环形设有插块6，所述插块6上设有螺纹孔7，所述安装座5下端部设有支撑架8。所述连接座1与安装座5相对面呈环形设有导向槽3，所述导向槽3内活动连接有插块6。所述连接座1与安装座5相对面设有与螺纹孔7相对应的插孔4。所述插块6呈“L”字形，且插块6和导向槽3数量相对应。在将安装夹具101机器人的摆臂固定时，首先，将插块6插入导向槽3内，然后，旋转安装座5，使插块6与导向槽3产生沿安装座5和连接座1轴线方向的位置交错，最后，通过旋入螺栓将安装座5与连接座1连接固定。
[0021]工作原理：该种机器人电弧增减材一体化制造装置，通过以下步骤实施：1、利用CAD技术为待加工产品建立相应的三维模型，获得加工控制信息代码：机器人电弧增材加工路线信息代码和机器人电弧减材加工路线信息代码，包括机器人电弧增材工艺参数与减材工艺参数，模型可以是STL、STEP、OBJ、VRML、IGES等格式；2、接通电源，等待设备就绪；3、打开焊接电源，高效电弧增材制造系统按照设定好的增材加工路线，驱动机器人按该路径行走，增材开始；4、增材一段时间或增材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人电弧增减材一体化制造装置，包括高效电弧增材制造系统、高速电主轴铣削系统和机器人变位机运动执行机构，其特征在于：所述高效电弧增材制造系统包括电弧增材制造控制装置、焊机电源、送丝机、焊枪、焊丝缓冲器、可移动小车和保护气体，所述高速电主轴铣削系统包括高速电主轴、刀柄快换装置和铣削控制装置，所述运动执行机构包括机器人、变位机和其控制装置，所述电主轴和焊枪之间通过安装夹具(101)连接，所述安装夹具(101)包括连接座(1)、安装座(5)、插块(6)和支撑架(8)。2.根据权利要求1所述的一种机器人电弧增减材一体化制造装置，其特征在于：所述连接座(1)中部设有滑动槽(2)，所述滑动槽(2)内活动连接有安装座(5)，所述安装座(5)的后端部呈环形设有插块(6)，所述插块(6)上设有螺纹孔(7)，所述安装座(5)下端部设有支...

【专利技术属性】
技术研发人员：井志成，刘祥宇，高飞，王子健，邢飞，
申请(专利权)人：辽宁增材制造产业技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：