[发明专利]一种火车轮等离子3D快速成型再制造设备及方法

权利要求书

1.一种火车轮等离子3D快速成型再制造设备，其特征在于：由监控 系统、等离子束流加工系统、对待修复火车轮进行机加工的机加工装置 (27)、带动机加工装置(27)进行移动的三轴移动机构(28)和供待修 复火车轮放置的水平打印台组成；所述水平打印台包括水平支撑机构(16) 和固定安装在水平支撑机构(16)上且带动所述待修复火车轮绕其轮轴 (3-1)的中心轴线进行旋转的水平旋转机构(4)，所述水平旋转机构(4) 位于水平支撑机构(16)上方，所述轮轴(3-1)呈水平布设且其安装于 水平旋转机构(4)上；所述机加工装置(27)安装在三轴移动机构(28) 上且其位于水平旋转机构(4)上方；

所述等离子束流加工系统由安装有喷头且用于产生等离子束的等离 子体发生器、为所述等离子体发生器提供工作气体的供气装置(1)、用 于连续送出打印材料的送料装置和对打印位置进行调整的打印位置调整 装置组成，所述等离子体发生器和所述送料装置均位于水平旋转机构(4) 上方，所述送料装置位于所述等离子体发生器一侧；所述供气装置(1) 通过供气管(5)与所述等离子体发生器上所开的进气口连接；所述打印 位置调整装置包括带动所述等离子体发生器与所述送料装置同步在水平 面上进行移动的水平移动装置和带动所述等离子体发生器、所述送料装置 与所述水平移动装置同步移动并相应对所述喷头的出口与轮轴(3-1)之 间的距离进行调节的打印距离调节装置，所述等离子体发生器和所述送料 装置均安装在所述水平移动装置上，且所述水平移动装置安装在所述打印 距离调节装置上；

所述送料装置为用于连续送出被加工丝材(2)的送丝装置或用于连 续向所述等离子体发生器产生的所述等离子束内送入打印材料的送粉装 置；当所述送料装置为所述送丝装置时，所述被加工丝材(2)的外端为 熔化端，所述熔化端位于所述喷头的出口下方且其位于所述等离子束的中 心轴线上；当所述送料装置为所述送粉装置时，所述送粉装置的送粉口位 于所述喷头的出口下方且其位于所述等离子束的中心轴线上；

所述监控系统包括对所述水平移动装置进行控制的水平移动控制器 (24)、对所述等离子束流加工系统在所述待修复火车轮上的加工位置处 温度进行实时检测的温度检测单元(9)、对所述喷头的出口与轮轴(3-1) 或水平支撑机构(16)之间的距离进行实时检测的距离检测单元(8)、 对所述打印距离调节装置进行控制的打印距离调节控制器(10)、对所述 待修复火车轮的轮轴(3-1)的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单 元(26)和对水平旋转机构(4)进行控制的旋转控制器(15)，所述水 平移动控制器(24)与所述水平移动装置连接，所述打印距离调节控制器 (10)与所述打印距离调节装置连接，所述距离检测单元(8)和温度检 测单元(9)均与打印距离调节控制器(10)连接，所述温度检测单元(9) 与打印距离调节控制器(10)组成温度调控装置；所述旋转角度检测单元 (26)与旋转控制器(15)连接。

2.按照权利要求1所述的一种火车轮等离子3D快速成型再制造设备， 其特征在于：所述待修复火车轮为存在轮缘磨损缺陷和/或轮面缺陷的火 车轮；所述轮缘磨损缺陷为所述待修复火车轮的轮缘(3-2)存在磨损； 所述轮面缺陷为轮面局部缺陷和/或轮面磨损缺陷，所述轮面局部缺陷为 所述待修复火车轮的轮面上存在破损或开裂，所述轮面磨损缺陷为所述待 修复火车轮的轮面上存在磨损；所述水平旋转机构(4)的上方设置有对 所述待修复火车轮上存在的缺陷进行检测的超声波检测装置或三维激光 扫描仪。