[发明专利]增减等材加工装置和控制方法

说明书

本发明公开了增减等材加工装置和控制方法，装置包括：激光熔覆模块；激光锻造模块；减材加工模块；激光清洗模块；工作台运动模块；激光熔覆模块，用于对待加工工件进行激光熔覆；激光锻造模块，联动激光熔覆模块，根据温度传感器确定符合温度的熔覆材料的位置，激光振镜对熔覆材料进行激光锻造；减材加工模块，用于对待加工工件进行减材加工；激光清洗模块，用于对待加工工件进行激光清洗；多轴工作台用于移动主轴箱。方法适用于装置。本发明实施例通过将激光熔覆和激光锻造联动，能够在实现熔覆的情况下，通过锻造强化熔覆层；通过减材加工，解决变形、尺寸精度低的问题，提高表面加工的品质；通过激光清洗能降低污染对加工工件的影响。

技术领域

本发明涉及先进制造领域，尤其是涉及增减等材加工装置和控制方法。

背景技术

增材制造是通过逐层叠加材料的方式实现三维零件成形的技术。相较于传统的车削、铣削等减材制造方式，增材制造具有节省原材料，减少加工工序，缩短加工周期以及极高的设计自由度等优势，但同时也面临着由于温度分布不均导致零件产生变形翘曲，尺寸精度低，表面光洁度差等弊端。

发明内容

本发明旨在至少缓解现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出增减等材加工装置，能够有效减少工件的内部缺陷，提高材料强度和工件表面质量。本发明还提出工艺规格管理系统。

第一方面，本发明的一个实施例提供了增减等材加工装置，包括：激光熔覆模块，包括激光熔覆喷头和送粉器；激光锻造模块，包括激光振镜和温度传感器；减材加工模块，包括加工刀具和切削液喷头；激光清洗模块，包括激光清洗头；工作台运动模块，包括主轴箱和多轴工作台；激光熔覆模块，用于对待加工工件进行激光熔覆；激光锻造模块，联动激光熔覆模块，根据温度传感器确定符合温度的熔覆材料的位置，激光振镜对熔覆材料进行激光锻造；减材加工模块，用于对完成最少一次熔覆的待加工工件进行减材加工；激光清洗模块，用于对完成了最少一次减材加工的待加工工件进行激光清洗；多轴工作台用于移动主轴箱。

本发明实施例的增减等材加工装置至少具有如下有益效果：通过将激光熔覆和激光锻造联动，能够在实现熔覆的情况下，通过锻造对熔覆层进行强化，以解决内部缺陷、变形、尺寸精度低的问题；通过减材加工，能够提高表面加工的品质；通过激光清洗能降低污染对加工工件的影响。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，激光熔覆模块，包括连续激光器。通过连续激光器，能够快速实现温度的升高，提高熔覆效率。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，激光锻造模块，包括短脉冲激光器，对应的激光参数包括：脉宽为10-20ns，能量密度大于5GW/cm2。通过短脉冲激光，可以有效的控制激光的输出，有利于实现锻造的精确控制。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，工作台运动模块，包括安置台，用于存放激光熔覆喷头、加工刀具和激光清洗头；还包括控制箱，用于控制多轴工作台和主轴箱；主轴箱通过更换激光熔覆喷头、加工刀具和激光清洗头以实现功能切换。通过安置台和主轴箱，能够实现功能的切换，降低装置的硬件成本。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，温度传感器为红外温度传感器。通过红外温度传感器，能够精确测量温度，有利于提高装置运行的精度。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，减材加工模块，还包括切削液循环过滤单元。通过切削液循环过滤单元，能降低装置运行的成本。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，多轴工作台设置有X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，安置台为旋转刀库。通过旋转刀库，可以实现不同功能的切换，提高作业效率。

根据本发明的另一些实施例的增减等材加工装置，激光清洗模块，通过脉冲线激光进行激光清洗。