【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造，具体涉及一种复合热源增材制造装置。
技术介绍
1、随着船舶、航空航天、重型机械等行业的发展，大尺寸高性能金属及异种金属复杂结构部件应用越来越广泛，如船用铜合金螺旋桨、船用液压系统冷却器等，因此，大尺寸高性能贵重复杂构件优质、高效制造及修复市场前景巨大。作为革命性制造工艺，增材制造技术为其快速制造及修复提供了绝好解决方案。
2、增材制造技术是近年来迅速发展的一种制造技术，增材制造技术按热源分主要分为激光增材技术与电弧增材技术。激光增材成型精度高、升本高、增材效率较低。电弧增材熔滴沉积效率高，成型精度较激光增材差。
3、申请号为2020103609958的中国专利公开了一种双激光束电弧多热源复合增材方法。该系统包括保护气瓶、cmt焊机、送丝机、计算机、焊接机器人、ccd相机、焊接参数采集器、工作台及变位机、焊接机器人控制柜、光纤激光器、红外温度监测器、双光束激光头。利用双激光束+电弧相互协同组成多热源融化丝材进行增材制造，通过调节双激光束的角度、功率，送丝速度，电弧功率等参数，可以实现不同结构件的增材制造。与传统增材相比，双激光束+电弧多热源的复合，可以明显地提高增材过程各热源的稳定性，减少由于热源不稳定产生的缺陷。此外，通过调节各热源能量配比，可以有效地控制热输入，控制增材变形，提高增材精度和结构质量。
4、申请号为2016110953493的中国专利公开了一种基于激光双mig复合热源铝合金增材制造装置，其包括自动化焊接机器人、复合热源系统和数字控制系统，所述自动化焊接机
5、上述两个专利均具有提升增材制造精度的优点，但是上述两个专利方案在进行焊接时，都是通过焊接机器人带动焊枪进行移动操作，而现有的机器人在多为多轴机器人，目前多轴机器人会受到机械结构和动力学限制，无法实现完全的全方位移动。例如，固定在机械臂上的工业机器人通常在特定的工作空间内运动，如果对超出该空间范围内工件进行操作，需要通过移动整个机械臂来改变位置。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种复合热源增材制造装置，包括焊接机器人、焊枪、激光器机构和变位机构，所述焊接机器人包括平移机构、升降机构、摆动机构和焊枪调节机构，所述升降机构设于平移机构上，所述摆动机构与升降机构连接，所述焊枪调节机构与摆动机构连接，所述焊枪与焊枪调节机构相连接，所述激光器机构位于焊枪的上方，所述变位机构位于摆动机构的下方位置。
2、较佳的，所述平移机构包括平移底座，所述平移底座的内部设有内腔，所述平移底座的上方设有滑轨板，所述滑轨板上滑动设有滑块，所述滑块的底部延伸至平移底座的内腔中并连接有第一丝杆螺母块，所述平移底座的侧边连接有第一丝杆电机，所述第一丝杆电机的输出端延伸至内腔中并连接有第一丝杆轴，所述第一丝杆轴与第一丝杆螺母块螺纹连接，所述滑块的上方连接有固定板，所述固定板与升降机构固定连接。
3、较佳的，所述升降机构包括升降座，所述升降座与平移底座垂直设置，所述升降座的顶部设有第二丝杆电机，所述第二丝杆电机的输出端延伸至升降座中并连接有第二丝杆轴，所述第二丝杆轴上螺纹连接有第二丝杆螺母块，所述第二丝杆螺母块连接有升降板，所述升降板与摆动机构连接。
4、较佳的，所述摆动机构包括齿轮箱、摆动固定座和第一旋转电机，所述齿轮箱固定在升降板上，所述摆动固定座和第一旋转电机均固定在齿轮箱上，所述第一旋转电机的输出端延伸至齿轮箱中并连接有驱动齿轮，所述摆动固定座的中间转动设有摆动轴，所述摆动轴的一端延伸至齿轮箱中并连接有从动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮相啮合，所述摆动轴的另一端穿过摆动固定座并连接有摆动板，所述摆动板与焊枪调节机构连接。
5、较佳的，所述焊枪调节机构包括调节座，所述调节座上滑动设有滑动横梁，所述调节座的侧边设有调节电机，所述调节电机驱动滑动横梁在调节座上滑动，所述滑动横梁的底部分别设有第一支架板和第二支架板，所述第一支架板和第二支架板之间转动设有转轴，所述转轴上连接有旋转块，所述第一支架板的侧边设有第二旋转电机，所述第二旋转电机的输出端与转轴连接，所述旋转块远离转轴的一端连接有焊枪支架，所述焊枪支架上连接有焊枪。
6、较佳的，所述激光器机构包括连接座，所述连接座的一端与滑动横梁的端部连接，所述连接座的另一端设有手指夹头，所述手指夹头的侧边设有激光发射器和第一锁紧螺栓，所述第一锁紧螺栓穿过激光发射器和手指夹头连接。
7、较佳的，所述变位机构包括变位支撑座，所述变位支撑座的中间通过转动杆转动连接有支撑架，所述支撑架由顶部的顶板和两边的弧形板组成，所述弧形板上设有弧形槽，所述顶板的上方转动设有支撑转杆，所述支撑转杆的顶部连接有支撑板，所述支撑板上表面设有限位槽，所述变位支撑座的侧边设有第二锁紧螺栓，所述第二锁紧螺栓穿过变位支撑座侧边与弧形槽连接。
8、较佳的，所述支撑转杆上设有大齿轮，所述顶板的侧边连接有变位电机，所述变位电机的输出端连接有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合。
9、较佳的，所述连接座的顶部设有伸缩电机，所述伸缩电机的输出端延伸至连接座内部并连接有齿条，所述连接座上转动设有调节转杆，所述调节转杆上设有调节齿轮，所述齿条与调节齿轮相啮合，所述调节转杆的一端穿过连接座并与手指夹头连接。
10、较佳的，所述限位槽的侧边设有限位伸缩电机
11、本专利技术的优点为：
12、1. 本方案中焊接机器人包括平移机构、升降机构、摆动机构和焊枪调节机构，通过焊接机器人的平移、升降、摆动和焊枪调节机构，可以实现焊枪的多方位移动，焊枪不仅可以在多个方向上进行调节，而且还能提升焊接范围，实现更加灵活和精确的焊接操作。
13、2. 本方案中的变位机构通过变位支撑座、支撑架、支撑转杆等组件，可以带动增材实现变位运动，从而适应不同工作角度的需求。
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1.一种复合热源增材制造装置，其特征在于：包括焊接机器人、焊枪（1）、激光器机构和变位机构，所述焊接机器人包括平移机构、升降机构、摆动机构和焊枪调节机构，所述升降机构设于平移机构上，所述摆动机构与升降机构连接，所述焊枪调节机构与摆动机构连接，所述焊枪（1）与焊枪调节机构相连接，所述激光器机构位于焊枪（1）的上方，所述变位机构位于摆动机构的下方位置。
2.根据权利要求1所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述平移机构包括平移底座（2），所述平移底座（2）的内部设有内腔，所述平移底座（2）的上方设有滑轨板（3），所述滑轨板（3）上滑动设有滑块（4），所述滑块（4）的底部延伸至平移底座（2）的内腔中并连接有第一丝杆螺母块，所述平移底座（2）的侧边连接有第一丝杆电机（5），所述第一丝杆电机（5）的输出端延伸至内腔中并连接有第一丝杆轴，所述第一丝杆轴与第一丝杆螺母块螺纹连接，所述滑块（4）的上方连接有固定板（6），所述固定板（6）与升降机构固定连接。
3.根据权利要求2所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述升降机构包括升降座（7），所述升降座（7）与平移底
4.根据权利要求3所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述摆动机构包括齿轮箱（10）、摆动固定座（11）和第一旋转电机（12），所述齿轮箱（10）固定在升降板（9）上，所述摆动固定座（11）和第一旋转电机（12）均固定在齿轮箱（10）上，所述第一旋转电机（12）的输出端延伸至齿轮箱（10）中并连接有驱动齿轮，所述摆动固定座（11）的中间转动设有摆动轴，所述摆动轴的一端延伸至齿轮箱（10）中并连接有从动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮相啮合，所述摆动轴的另一端穿过摆动固定座（11）并连接有摆动板（13），所述摆动板（13）与焊枪调节机构连接。
5.根据权利要求4所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述焊枪调节机构包括调节座（14），所述调节座（14）上滑动设有滑动横梁（15），所述调节座（14）的侧边设有调节电机（16），所述调节电机（16）驱动滑动横梁（15）在调节座（14）上滑动，所述滑动横梁（15）的底部分别设有第一支架板（17）和第二支架板（18），所述第一支架板（17）和第二支架板（18）之间转动设有转轴，所述转轴上连接有旋转块（19），所述第一支架板（17）的侧边设有第二旋转电机（20），所述第二旋转电机（20）的输出端与转轴连接，所述旋转块（19）远离转轴的一端连接有焊枪支架（41），所述焊枪支架（41）上连接有焊枪（1）。
6.根据权利要求5所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述激光器机构包括连接座（21），所述连接座（21）的一端与滑动横梁（15）的端部连接，所述连接座（21）的另一端设有手指夹头（22），所述手指夹头（22）的侧边设有激光发射器（23）和第一锁紧螺栓（24），所述第一锁紧螺栓（24）穿过激光发射器（23）和手指夹头（22）连接。
7.根据权利要求6所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述变位机构包括变位支撑座（25），所述变位支撑座（25）的中间设有转动杆（42）并通过转动杆（42）转动连接有支撑架，所述支撑架由顶部的顶板（26）和两边的弧形板（27）组成，所述弧形板（27）上设有弧形槽（28），所述顶板（26）的上方转动设有支撑转杆（29），所述支撑转杆（29）的顶部连接有支撑板（30），所述支撑板（30）上表面设有限位槽（31），所述变位支撑座（25）的侧边设有第二锁紧螺栓（32），所述第二锁紧螺栓（32）穿过变位支撑座（25）侧边与弧形槽（28）连接。
8.根据权利要求7所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述支撑转杆（29）上设有大齿轮（33），所述顶板（26）的侧边连接有变位电机（34），所述变位电机（34）的输出端连接有小齿轮（35），所述小齿轮（35）与大齿轮（33）啮合。
9.根据权利要求6所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述连接座（21）的顶部设有伸缩电机（36），所述伸缩电机（36）的输出端延伸至连接座（21）内部并连接有齿条（37），所述连接座（21）上转动设有调节转杆（38），所述调节转杆（38）上设有调节齿轮（39），所述齿条（37）与调节齿轮（39）相啮合，所述调节转杆（38）的一端穿过连接座（21）并与手指夹头（22）连接。
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【技术特征摘要】
1.一种复合热源增材制造装置，其特征在于：包括焊接机器人、焊枪（1）、激光器机构和变位机构，所述焊接机器人包括平移机构、升降机构、摆动机构和焊枪调节机构，所述升降机构设于平移机构上，所述摆动机构与升降机构连接，所述焊枪调节机构与摆动机构连接，所述焊枪（1）与焊枪调节机构相连接，所述激光器机构位于焊枪（1）的上方，所述变位机构位于摆动机构的下方位置。
2.根据权利要求1所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述平移机构包括平移底座（2），所述平移底座（2）的内部设有内腔，所述平移底座（2）的上方设有滑轨板（3），所述滑轨板（3）上滑动设有滑块（4），所述滑块（4）的底部延伸至平移底座（2）的内腔中并连接有第一丝杆螺母块，所述平移底座（2）的侧边连接有第一丝杆电机（5），所述第一丝杆电机（5）的输出端延伸至内腔中并连接有第一丝杆轴，所述第一丝杆轴与第一丝杆螺母块螺纹连接，所述滑块（4）的上方连接有固定板（6），所述固定板（6）与升降机构固定连接。
3.根据权利要求2所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述升降机构包括升降座（7），所述升降座（7）与平移底座（2）垂直设置，所述升降座（7）的顶部设有第二丝杆电机（8），所述第二丝杆电机（8）的输出端延伸至升降座（7）中并连接有第二丝杆轴，所述第二丝杆轴上螺纹连接有第二丝杆螺母块，所述第二丝杆螺母块连接有升降板（9），所述升降板（9）与摆动机构连接。
4.根据权利要求3所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述摆动机构包括齿轮箱（10）、摆动固定座（11）和第一旋转电机（12），所述齿轮箱（10）固定在升降板（9）上，所述摆动固定座（11）和第一旋转电机（12）均固定在齿轮箱（10）上，所述第一旋转电机（12）的输出端延伸至齿轮箱（10）中并连接有驱动齿轮，所述摆动固定座（11）的中间转动设有摆动轴，所述摆动轴的一端延伸至齿轮箱（10）中并连接有从动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮相啮合，所述摆动轴的另一端穿过摆动固定座（11）并连接有摆动板（13），所述摆动板（13）与焊枪调节机构连接。
5.根据权利要求4所述的复合热源增材制造装置，其特征在于：所述焊枪调节机构包括调节座（14），所述调节座（14）上滑动设有滑动横梁（15），所述调节座（14）的侧边设有调节电机（16），所述调节电机（16）驱动滑动横梁（15）在调节座（...
【专利技术属性】
技术研发人员：胥国祥，陈鹏，刘鹏，
申请(专利权)人：江苏美弧智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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