[发明专利]一种机器手-数控机床增减材复合制造系统及方法

权利要求书

1.一种机器手-数控机床增减材复合制造系统，其特征在于，包括机床焊接模块、机器手焊接模块、增减材处理模块以及控制模块，其中，

所述机床焊接模块包括数控机床(6)和工作台，该数控机床(6)包括主轴和摇篮式转台，所述主轴上设置有可上下移动的第一焊枪(8)，所述工作台设置在摇篮式转台上；所述机器手焊接模块包括移动平台(4)、设于所述移动平台(4)上的机器手(3)以及夹持在所述机器手(3)末端的第二焊枪(1)；所述增减材处理模块包括设于所述主轴底端的线激光传感器(12)、CCD相机(13)以及铣刀(7)；

所述控制模块用于将待成形零件模型进行切片处理，并根据每层切片的精细程度以及所述机器手(3)与主轴路径的干涉情况对该层切片进行区域划分，以分别生成所述机器手(3)和主轴的加工区域、加工路径及加工参数；所述机器手(3)与主轴在获取所述控制模块发出的加工指令后，分别控制第二焊枪(1)和第一焊枪(8)开始增材加工，在增材制造过程中，第一焊枪(8)和第二焊枪(1)同时起弧开始增材，将增材区域划分为独立区域各自独立对称打印，同时，所述线激光传感器(12)和CCD相机(13)实时采集各区域增材加工的形貌数据，并将该形貌数据传输给所述控制模块，所述控制模块根据对该形貌数据进行处理，以生成该层切片需要进行补焊和铣削的区域，并根据所述需要进行补焊和铣削的区域对所述机器手(3)和主轴进行增减材路径及加工参数规划，进而所述机器手(3)根据该增减材路径及加工参数控制第二焊枪(1)对该层切片进行补焊加工，所述主轴根据该增减材路径及加工参数控制铣刀(7)对该层切片进行铣削加工，直至使得该层切片的加工形貌满足要求，完成该层切片的增减材复合加工，并进入下一层切片的增减材复合加工。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机床焊接模块包括主轴焊枪夹具(9)、直线导轨(10)以及主轴焊枪驱动组件，所述主轴焊枪夹具(9)设于所述主轴靠近底端的一个侧面上，所述直线导轨(10)设于所述主轴焊枪夹具(9)上，且该直线导轨(10)沿竖直方向布置，相应的，所述第一焊枪(8)上还设有沿该直线导轨(10)运动的滑块，在所述系统进入增材加工模式时，所述主轴焊枪驱动组件驱动第一焊枪(8)沿所述直线导轨(10)向下运动到指定位置，以进行增材加工，在所述系统进入铣削加工模式时，所述主轴焊枪驱动组件驱动所述第一焊枪(8)沿所述直线导轨(10)向上运动回位。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述系统进入铣削加工模式时，所述主轴根据所述控制模块发出的指令带动所述铣刀(7)向下运动至指定的位置，直至完成铣削加工，所述主轴带动所述铣刀(7)向上运动回位。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述增减材处理模块还包括红外热像仪(2)，用于实时监控加工切片的温度，并将该温度实时反馈给所述控制模块；进一步的，该红外热像仪(2)设置于所述移动平台(4)上；所述增减材处理模块还包括传感器夹具(11)，该传感器夹具(11)设于所述主轴上，用于夹持所述线激光传感器(12)和CCD相机(13)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述主轴为三自由度主轴，所述摇篮式转台为两自由度摇篮式转台，所述机器手(3)为六自由度机器手，所述主轴与所述移动平台(4)垂直间隔布置；所述控制模块包括计算机(5)和与其通信连接的控制器，所述控制器用于接收计算机(5)的信息，并控制所述机床焊接模块、机器手焊接模块、增减材处理模块中的各部分分别协同执行相应任务；所述第一焊枪(8)为电弧焊枪或者等离子弧焊枪，所述第二焊枪(1)为电弧焊枪或者等离子弧焊枪。