[发明专利]一种间距-姿态-高度可实时调节的多枪协同增材装置

说明书

本发明公开了一种间距‑姿态‑高度可实时调节的多枪协同增材装置，涉及增材制造装备技术领域，其结构包括多枪增材制造系统和带动多枪增材制造系统运动的外部动力系统，多枪增材制造系统包括座体、夹持机构、动力机构、增材枪和增材系统电源，相对于现有技术，本发明中的装置可根据增材模型结构特征，规划增材路径，按需加装多支增材枪，并可实时调节每支增材枪体的间距、高度和姿态，多枪协同增材，提高生产效率，尤其适合周期性网格结构件或空间曲面结构件的增材制造。

技术领域

本发明涉及增材制造装备技术领域，尤其是一种间距-姿态-高度可实时调节的多枪协同增材装置。

背景技术

金属增材制造技术是利用激光、电弧及电子束等热源，融合了计算机辅助设计和材料加工与成形技术，以数字模型文件为基础，利用软件与数控系统将各种材料通过烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，最终制造成完整实体零件的技术。

目前，传统增材装置大多都是采用控制单支增材枪进行作业，单增材枪走全程路径耗时久，增材效率低，难以满足大构件的增材生产，且由于单增材枪的单热源性质，热输入量不均匀，易出现产生增材构件的成型尺寸精度低、残余应力与变形较大的问题，进而影响到增材质量。此外，目前的多枪装置仅是利用夹持装置夹持多支增材枪，但其存在以下问题：一、多支增材枪姿态固定，适用范围有限，可调节能力低；二、增材枪体位置固定，不支持空间曲面结构件的增材；三、增材路径变化时需人工调节增材枪位姿；四、增材枪类型单一，适用增材方法受限。

例如，专利CN107138829A公开了一种形性一体化的金属构件增材制造系统，其采用多把焊枪协同作业，其装置不能实现增材枪间距、姿态和高度的实时调节，不能在曲面空间结构上增材和结构修复；专利CN205660322U公开了一种机器人焊接中调整多把焊枪同时自动焊接的装置，多枪对准焊缝共熔池进行焊接，易导致焊接线能量过高，若用该装置进行增材，易出现熔池过大，增材过程中构件温度过大导致结构下榻或增材晶粒粗大、组织性能降低。

因此，有必要设计一种更好的增材装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述问题，本发明设计了一种提升增材制造的效率，热输入量分布均匀，并可实时调节增材枪间距、姿态、高度的多枪协同增材装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种间距-姿态-高度可实时调节的多枪协同增材装置，包括多枪增材制造系统、带动多枪增材制造系统运动的外部动力系统，所述的多枪增材制造系统包括：

座体，布置有第一运动轨道；

至少二个夹持机构，布置为沿所述的第一运动轨道排列；

动力机构，布置为驱动所述的夹持机构沿第一运动轨道运动；

增材枪，布置为被所述的夹持机构所夹持，并与夹持机构一一对应；

增材系统电源，为各机构运动提供电源；

控制柜，控制协调各机构运行。

进一步，所述的外部动力系统为六轴机器人或XYZ三轴悬臂滑台。

进一步，所述的动力机构包括：

至少二个滑块，布置为滑动连接于第一运动轨道，滑块上滑动连接有夹持机构；

至少二个第一电机，布置为驱动所述的滑块沿第一运动轨道滑动，所述的第一电机设置于滑块内部，滑块内部还设有滚轮，通过第一电机驱动滚轮实现滑块沿第一运动轨道运动。

进一步，所述的夹持机构包括：

升降机构，所述的升降机构一端连接滑块，升降机构进行升降动作，调节增材枪的高度；

夹具，所述的夹具夹持增材枪，夹具通过角度调节座与所述的升降机构连接。