一种实时微调送丝实现非熔化极电弧高精度增材成形的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种实时微调送丝实现非熔化极电弧高精度增材成形的装置及方法，该装置包括：非熔化极电弧增材枪、送丝微调机构、三维相机和连接夹具；非熔化极电弧增材枪、三维相机分别通过连接夹具上的增材枪连接座、相机连接座固定连接，连接夹具通过连接法兰与外设的运动执行机构相连，能利用外部执行机构带动电弧增材枪按照设定路径进行增材制造。该装置能够根据计算的增材表面在增材前进方向上的高度变化趋势，通过控制送丝微调机构调节送丝高度，进而控制熔滴过渡方式，有效改善增材的成形质量。形质量。

【技术实现步骤摘要】
一种实时微调送丝实现非熔化极电弧高精度增材成形的装置及方法


[0001]本专利技术涉及电弧增材制造
，尤其涉及一种实时微调精准送丝实现非熔化极电弧高精度增材成形的装置及方法。

技术介绍

[0002]电弧增材制造技术是利用电弧热源熔化丝材，按照模型特征规划好的路径逐层堆积制造金属构件的方法。按照电弧的种类可分为熔化极电弧增材和非熔化极电弧增材两类。
[0003]与熔化极电弧增材相比，非熔化极电弧增材中电弧和丝材独立控制，电弧挺度高、稳定性好，增材成形精度较高，因此对于成形及质量要求较高的构件增材，优先选用非熔化极电弧作为增材热源。
[0004]非熔化极电弧增材一般采用旁轴送丝添加填充材料，其焊丝末端到工件表面的距离决定了熔滴的过渡方式：当焊丝端部到工件表面距离较短时，熔滴过渡形式为搭桥过渡，熔滴过渡平稳；当焊丝端部到工件表面距离较长时，熔滴过渡为自由过渡或大滴过渡，并且焊丝距离工件表面的高度不同，产生熔滴的大小、温度及过渡速度不同，会对熔覆层表面成形造成不同程度的影响。因此对于非熔化极电弧增材而言，一般优先选用搭桥过渡形式增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时微调送丝位置实现非熔化极电弧高精度增材成形的装置，其特征在于，包括：该装置包括非熔化极电弧增材枪、送丝微调机构、三维相机和连接夹具；非熔化极电弧增材枪、三维相机分别通过连接夹具上的增材枪连接座、相机连接座固定连接，连接夹具通过连接法兰与外设的运动执行机构相连，能利用外部执行机构带动电弧增材枪按照设定路径进行增材制造；所述的送丝微调机构包括微调滑块、连接杆和角度可调的导丝管夹具，通过调节角度可调的导丝管夹具的角度调整送丝角度；送丝微调机构通过微调滑块与增材枪连接座侧面的滑槽滑动连接，用于调整焊丝端部到增材熔敷层表面的距离；所述的三维相机，用于实时测量熔覆层表面高度差，并能测量和计算出相邻焊道中心间距。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的非熔化极电弧增材枪为钨极惰性气体保护焊枪或等离子弧焊枪。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的送丝微调机构调节范围为
‑
Φ～1.5Φ，Φ为填充丝材的直径，调节精度为0.1mm。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的三维相机的视场有效半径为4mm
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50mm，测量精度为0.05mm。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的三维相机用于实时测量熔敷层表面高度差Δh、道间距偏差Δb；当熔敷层表面高度差|Δh|<0.5Φ，Φ为填充丝材的直径，无需调整焊枪高度和送丝高度；当熔敷层表面高度差0.5Φ≦|Δh|≦1.2Φ时，系统发送指令给送丝微调机构，送丝微调机构微调丝材端部至熔敷层表面的高度，直至高度差|Δh|<0.5Φ，响应缓冲时间Δt满足：Δt＝L0/V，其中L0为增材枪体中心至三维相机中心的距离，V为增材焊枪扫描速度；当熔敷层表面高度差|Δh|>1.2Φ时，系统发送指令给外设的运动执行机构，外设的运动执行机构带动焊枪调整焊枪至熔敷层表面的高度，直至高度差|Δh|<0.5Φ，响应缓冲时间Δt满足：Δt＝L0/V，其中L0为增材枪体中心至三维相机中心的距离，V为增材焊枪扫描速度；当熔敷层表面道间距偏差|Δb|>0.5mm，系统发送指令给外设的运动执行机构，外设的运动执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：章晓勇，王克鸿，彭勇，周春东，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：