[发明专利]一种机床

说明书

本申请提供了一种机床(100)，用于通过处理头(300)将至少一种能量源和介质输送到工件上以进行增材制造，检查或数据收集，机床具有用于暂时接收处理头的夹紧机构(202)，机床包括具有管道的停止块(390)，用于传输能量源和介质中的至少一种，处理头包括设置成停止块的止转臂(391)和连接器(600)，处理头进一步包括管道，用于在处理头连接以接收能量源或介质时与停止块的管道配接。机床可以是多轴机床，停止块可以固定地设置在机床上，也可以与机床一起设置。

技术领域

本申请涉及一种机床或其他类型的机器，用于通过处理头将能量源和介质中的至少一种输送到工件上。特别地，但非排他地，机床可以被称为混合机床。特别地，但非排他地，本申请还涉及一种装置和一种使用该装置进行混合制造的方法。

混合制造是指将增材制造和数控加工结合起来的制造方法。

背景技术

在过去，机床能够通过所谓的加工从工件上去除材料，这种机床包括通常由计算机控制或计算机数控(CNC)的铣床等。

如发明人提交的先前应用程序中所述，例如WO2014/013247和WO2015/189600，可以被称为“机床”的传统数控铣床仅用于材料去除操作，例如铣削、钻孔、磨削、拉削等。CNC铣床还可以执行某些类型的测量，例如使用接触式触摸探针或非接触式扫描仪进行局部测量。

随着技术的发展，现在可以使用这样的机器来执行其他功能，例如其他形式的材料去除(超声波、激光等)、焊接和材料沉积(例如激光沉积、硬面、定向能量源沉积、增材制造等)。

增材制造是指通过添加材料来制造、修改或修复工件或其至少一部分的技术。增材制造通常由独立运行的3D打印机执行。在其他情况下，增材制造通过专用的增材制造系统或通过机器人、机床、装配线或类似物的沉积来进行。

申请人已经意识到，可以在机床环境中应用增材制造技术以获得很大的益处。

增材制造技术和传统减材制造技术的组合被称为混合制造。

现有技术中，提供了能够安装到现有机床上的处理头的装置，例如多轴CNC铣床。然而，这种现有技术处理头并不像期望中的那样方便。

机床增材制造技术的改进促进了“混合制造”的引入。如WO2014/013247和WO2015/189600中所述，适合于增材制造的各种能量源可以集成机床。常见的能量源是激光，如WO2014/013247的优选实施例中所示。如WO2014/013247中所述，激光能量源和给料介质的输送是通过发明一种可对接的传输能量源或介质的管道和处理头上相应的接收能量源和/或介质的管道实现的。WO2014/013247的优选实施例对于各种处理方法是理想的，尤其是提供视线激光能量源输送。

已经了解，处理头上描述的可对接的管道以及与其对应的管道是复杂且昂贵的部件。安装这种对接系统所需的努力对于通常由金属制成的高价值部件的基于激光的定向能量源沉积是合理的，但是人们已经意识到，这些部件由于成本等原因可能不适合与处理头的某些组合一起使用，包括需要使用某些类型的检查头部和其他类型的增材制造技术。

WO2015127272披露了使用机床的增材制造工艺的方法和装置，并且可以包括控制处理头的方向以控制制造能量源射束，进料粉末喷嘴或两者的切向角。可以控制非圆形能量源射束的方向以使能量源射束更均匀地分布在工具路径的宽度上。作为替代地，可以控制进料粉末喷嘴的方向以朝向与束靶间隔开的粉末靶投射。