[发明专利]一种MIG-TIG复合增材装置

说明书

本发明公开一种MIG‑TIG复合增材装置，该装置包括MIG焊接机器人、TIG焊接机器人、工作台、基板水冷装置、CCD相机、红外测温仪、计算机组成。计算机与TIG增材机器人、MIG增材机器人、CCD相机、红外测温仪相连，协同控制整个复合增材装置。基板放在水冷装置中，控制基板温度，减少基板热变形。本发明充分结合了两种增材装置的优点，在提高增材效率的同时也提高增材精度。从而实现高效率、高精度的电弧增材制造。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种MIG-TIG复合增材装置。

背景技术

增材制造技术是根据CAD/CAM设计，采用逐层累积的方法制造实体零件的技术，相对于传统的减材制造(切削加工)技术，它是一种材料累积的制造方法，金属材料的增材制造过程一般使用的热源有髙能束流和电弧。

电弧增材制造技术主要将焊接电弧作为热源，金属焊丝作为增材材料，电弧产生的热量将焊丝熔化，然后按预设的增材路径在选定的基板上由下而上层层堆积，直至完成增材制造。电弧增材制造根据热源分类可分为：MIG增材、TIG增材、CMT增材、等离子增材等方式。其中不同的增材方式精度与效率不同。

2017年由南京理工大学王克鸿、钱美霞、周琦等人申请的公布号为CN 108115282A的发明专利《一种电弧-激光复合式机器人增材制造系统》构想了一种电弧-激光复合式机器人增材制造系统；利用电弧作为热源熔化焊丝进行增材，但电弧的精度较低，增材过后的表面不平整，再利用激光焊枪对其每层表面的缺陷都进行增材填补；充分利用两种热源的优势进行互补，最终得到成形质量好、精度高且成本相对来说较低的增材制品。

2017年由哈尔滨工业大学周利、于明润、蒋智华等人申请的公布号为CN107812944A的发明专利《一种电子束-搅拌摩擦复合增材制造方法》构想了一种电子束-搅拌摩擦复合增材制造方法；通过在电子束增材制造加工完一层后，采用选区搅拌摩擦加工的方法，对该层材料进行加工改性，以获得优良组织。

发明内容

针对现有电弧增材技术的不足，本发明提供一种MIG-TIG复合增材装置。

为实现上述目的，本发明提供一种MIG-TIG复合增材装置，其特征在于，该装置由工业机器人一、机器人控制柜一、焊接电源一、送丝机一、MIG焊枪、保护气瓶一组成的MIG增材机器人与由工业机器人二、机器人控制柜二、焊接电源二、送丝机二、TIG焊枪、保护气瓶二组成的TIG增材机器人与CCD相机、工作台、红外测温仪、基板水冷装置、计算机组成；其中红外测温仪固定在工业机器人一上，CCD相机固定在工业机器人二的手臂上；TIG增材机器人、MIG增材机器人、CCD相机、红外测温仪与计算机相连。

MIG增材机器人与TIG增材机器人送丝机中所装焊丝可以根据增材结构件的具体要求进行选择，可以在两送丝机中加入相同牌号的焊丝，也可以在两送丝机中加入不同牌号的焊丝，实现异种材料的电弧增材制造。

基板放置在水冷装置中，采用柔性夹具加以固定；水冷装置由两个金属材制的长方体水池、水泵、水管构成，水池一中设有夹持基板的柔性夹具，在水池的两边开有小孔，连接水管与水泵，水泵放置在另水池二中，通过水泵实现水池中水的循环流动，从而实现对基板的水冷。

红外测温仪安装在工业机器人一手臂上，实时监测基板增材面温度，确保进行下一层堆积时，基板表面温度低于150℃，若基板温度没有低于150℃，则计算机停止增材机器人运作，直至基板表面冷却至150℃。

CCD相机安装在工业机器人二上，可随着工业机器人二对基板背面进行轮廓提取，并将所提取的整体轮廓输送至计算机中，分析增材表面缺陷与平整度，确定TIG焊枪重熔轨迹。

作为优选方式，MIG焊枪与TIG焊枪通过柔性夹具固定在工业机器人一与工业机器人二上。