[发明专利]一种基于机床的等离子收弧系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于机床的等离子收弧系统，包括数控机床，数控机床包括数控Y轴、数控Z轴、数控X轴，数控Y轴上方安装有送丝机，数控Y轴正面安装有等离子枪,等离子枪的一侧安装有送丝枪，数控机床的下侧设有加工平台，加工平台上设有基材，送丝枪和等离子枪通过计算机控制进行相应的动作。本发明还公开了一种基于机床的等离子收弧系统的控制方法，本发明收弧的同时可以自动调节收弧角度和速度，解决了现有技术中存在的因为机床无法实现收弧动作，造成零件质量缺陷的问题。

技术领域

本发明属于快速等离子熔融沉积技术领域，涉及一种基于机床的等离子收弧系统，本发明还涉及上述等离子收弧系统的控制方法。

背景技术

快速等离子熔融沉积技术(Rapid Plasma Deposition，RPD)是利用等离子弧作为能量源，在基材上形成稳定熔池，同时将送入熔池的金属丝材熔化，进而沉积凝固成形。等离子弧和电子束、激光同属为高能束，但等离子弧相较于电子束和激光的成本低，且比自由态电弧的能量密度高、刚直性好，因而近年来被各研究机构和企业用于金属构件的低成本快速制造。但由于等离子弧熔融沉积技术的热输入量大，熔池尺寸大，单层的沉积高度也相对其他技术较高，这就导致其成形构件的精度低，表面质量差，易产生缺陷。其次，在进行零件的等离子熔融沉积成形中，成形过程中电弧中断和焊接结束时，都会产生弧坑、裂纹、气孔、夹渣等现象，对成形质量影响很大。在层层堆积的情况下，收弧部位的缺陷也会累计变大，可能造成成形零件的报废。因此，需要对金属零件的快速熔融沉积过程中收弧动作进行实时调整，根据路径的变化进行修正，并与理论设计进行对比，从而形成闭环反馈，保证沉积过程的顺利进行。

目前，针对等离子弧熔融沉积成形过程中停止焊接时，只简单停止工作，这样在停止时容易产生弧坑和气孔，国内外普遍采用打印过程结束后再修补，由技术人员对收弧后的弧坑进行判断和分析，手动修补保证成形质量。但是由于成形零件尺寸大，形状复杂，也难以清晰的观察到每一个收弧位置。其次，技术人员只能通过观察已成形的表面质量来进行手动补偿，对成形零件内部因收弧造成的缺陷无法修正，且对人员的操作要求苛刻。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机床的等离子收弧系统，采用该系统收弧的同时可以自动调节收弧角度和速度，解决了现有技术中存在的因为机床无法实现收弧动作，造成零件质量缺陷的问题。

本发明的目的是还提供一种基于机床的等离子收弧系统的控制方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种基于机床的等离子收弧系统，包括数控机床，数控机床包括数控Y轴、数控Z轴、数控X轴，数控Y轴上方安装有送丝机，数控Y轴正面安装有等离子枪,等离子枪的一侧安装有送丝枪，数控机床的下侧设有加工平台，加工平台上设有基材，送丝枪和等离子枪通过计算机控制进行相应的动作。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种基于机床的等离子收弧系统的控制方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在计算机上设定填弧位置P1和熄弧等待位置P2,坐标轴移动速度V1、V2、V3停留时间T1；

步骤2，计算机控制机床数控Y轴、数控Z轴、数控X轴将等离子枪移动到基材上方，选取起弧位置，设定为程序起始位置；

步骤3，将打印程序导入计算机，整个设备开始打印；

步骤4，设备在运行过程中，计算机向整个控制系统发出暂停指令，若在当前状态下等离子枪和送丝机没有工作，只是数控Y轴、数控Z轴、数控X轴在运行空走程序，则设备暂停工作；

步骤5，当等离子枪和送丝机处于运行模式，数控Y轴、数控Z轴、数控X轴暂停运动，控制程序停止运行，开始执行收弧动作；

步骤6，进行填弧动作；

步骤7，进行熄弧动作；

步骤8，进行收弧动作；