[发明专利]一种光内同轴送粉激光冲击锻打复合加工成形装置及方法

权利要求书

1.一种采用光内同轴送粉激光冲击锻打复合加工成形装置进行复合加工成形的方法，所述装置包括主控机、脉冲激光器、连续激光器、温度感应器、同轴送粉装置、可视跟踪系统、用于摆放熔覆成形件的工作台、机械臂、金属粉容器以及气体容器；其中，脉冲激光器、连续激光器、温度感应器、可视跟踪系统均置于工作台上方；机械臂固定在该工作台一侧夹紧同轴送粉装置，使同轴送粉装置位于连续激光器和工作台之间且同轴送粉装置与连续激光器同轴；所述同轴送粉装置分别与金属粉容器和气体容器连通；脉冲激光器、连续激光器、温度感应器、可视跟踪系统、机械臂、金属粉容器、气体容器均与主控机相连接，受主控机控制；其特征在于：包括以下步骤：

(1)主控机将预成形三维实体划分为成形单元，并规划成形单元成形顺序及其成形规则；

(2)主控机控制金属粉容器和气体容器往同轴送粉装置输送金属粉和惰性保护气体，同时控制机械臂使同轴送粉装置按照预定轨迹在一个分层上进行扫描，维持连续激光器发出的连续激光束与加工层保持垂直关系，熔覆金属粉；另外主控机控制脉冲激光器对熔覆层进行冲击锻打，并通过可视跟踪系统监控锻打情况；

(3)第一层激光熔覆冲击锻打结束后，主控机控制机械臂使同轴送粉装置沿下一层的生长方向后退一个熔覆层的距离，并按照步骤(2)完成下一层的熔覆和冲击锻打，如此循环，直至整个成形单元完成；

(4)重复步骤(2)(3)完成下一个成形单元的熔覆及冲击锻打工作，如此循环，直至整个三维实体的制造完成；

所述步骤(2)～(4)过程中脉冲激光冲击锻打的熔覆层区域为最佳金属塑性成形温度区，温度感应器检测到熔覆区的温度后将结果反馈给主控机，当所述熔覆区温度不在最佳金属塑性成形温度区时，主控机调整连续激光器输出的能量以校正熔覆区温度；

所述脉冲激光器的参数根据金属粉的种类和熔覆层厚度、面积选择，当可视跟踪系统监控到脉冲激光工作能力不在正常范围内时，可视跟踪系统向主控机反馈信息，并由主控机调控连续激光器的熔覆速度，以协调两个激光器的工作，保证熔覆-冲击锻打复合加工正常开展。