[发明专利]一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备

权利要求书

1.一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备，包括竖直升降平台(9)，其特征在于：竖直升降平台(9)上设有水平x-y双轴移动平台(8)，水平x-y双轴移动平台(8)的一侧设有WAAM工业机器人(10)，另一侧设有铣削工业机器人(7)，水平x-y双轴移动平台(8)的上方设有光束转折透镜(6)，光束转折透镜(6)安装在光束转折架(4)上；光束转折透镜(6)经光束转折架(4)、光束准直透镜(3)接收高能脉冲激光器(2)的激光输出，光束准直透镜(3)、高能脉冲激光器(2)安装在光学平台(11)上；水平x-y双轴移动平台(8)的上方设有约束层-保护层自动敷设系统(5)；

所述的竖直升降平台(9)、水平x-y双轴移动平台(8)、铣削工业机器人(7)、WAAM工业机器人(10)、光束转折透镜(6)、光束转折架(4)、光束准直透镜(3)、高能脉冲激光器(2)、约束层-保护层自动敷设系统(5)和主控机(1)连接；

所述的约束层-保护层自动敷设系统(5)包括两个水平平行滑台(501)，每个水平平行滑台(501)上连接有两个竖直平行滑台(502)，一个水平平行滑台(501)上的两个竖直平行滑台(502)之间连接有保护层被动轮(509)，另一个水平平行滑台(501)上的两个竖直平行滑台(502)之间连接有保护层主动轮(504)，保护层主动轮(504)通过联轴器(505)和步进电机(506)连接，步进电机(506)通过电机支架(507)固定；

每个竖直平行滑台(502)的滑块部分上安装有连接块(503)，四个连接块(503)之间连接有“X”形架(508)，“X”形架(508)的中间设有约束层(510)；

所述的保护层主动轮(504)和保护层被动轮(509)之间连接有保护层，保护层位于“X”形架(508)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备，其特征在于：所述的高能脉冲激光器(2)为采用了Q-switched技术的Nd:YAG脉冲激光发射器，其具体技术参数为：可变光斑直径：0.1～20mm，波长1064nm或532nm，纵向重叠率0～90％，横向重叠率0～90％，脉冲能量0.1～50J，脉宽3～30ns，频率0.5～10Hz。

3.根据权利要求1所述的一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备，其特征在于：所述的光束准直透镜(3)能够将高能脉冲激光器(2)发射的具有发散角的激光变为平行激光，使其能够通过光束转折透镜(6)投射到水平x-y双轴移动平台(8)上；光束转折透镜(6)选用高击穿阈值的转折透镜。

4.根据权利要求1所述的一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备，其特征在于：所述的竖直升降平台(9)能够实现竖直方向上的移动；水平x-y轴移动平台(8)由两个水平方向移动且移动方向互相垂直的滑台组成。

5.根据权利要求1所述的一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备，其特征在于：所述的约束层(510)选择玻璃、橡胶或石英片，保护层选用铝箔或黑色胶带。

6.根据权利要求1所述的一种金属熔丝增减材和激光冲击强化复合的制造设备，其特征在于：所述的主控机(1)包括高性能计算机、同步控制器，能够实现对竖直升降平台(9)、水平x-y双轴移动平台(8)、铣削工业机器人(7)、WAAM工业机器人(10)、光束转折透镜(6)、光束转折架(4)、光束准直透镜(3)、高能脉冲激光器(2)、约束层-保护层自动敷设系统(5)的协同控制和工艺规划，在其上位机界面通过可视化用户图形界面能够实现对相应部件的单独控制以及全工艺流程设定。