[发明专利]移动式模块化多能束能场增减材复合修复设备及方法

说明书

本发明公开了一种移动式模块化多能束能场增减材复合修复设备及方法，包括中央控制模块、无损检测与寿命评估模块、扫描反求与路径规划模块、运动执行模块、载能束增材修复模块、辅助能场模块、数控加工减材模块、移动式方舱模块；本发明将修复所需工艺设备进行模块化设计，并把各模块集成安装在移动式方舱内，通过不同模块之间的配合联动实现金属零件的快速增减材修复，具有结构模块化、功能组配式、作业多模态的特征，可实现复杂现场条件下金属零件的增材修复。

技术领域

本发明涉及增减材复合修复加工领域，特别是涉及一种移动式模块化多能束能场增减材复合修复设备及方法。

背景技术

能源化工、重载机械、航空航天等领域金属关重件的现场维修，以及远海、隧道等特殊环境下零部件的现场快速修复，是长期制约我国重大工程运行效能/效益的关键“瓶颈”问题。基于激光、电弧、等离子的载能束增材修复技术为解决上述问题创造了途径。

中国专利CN109803776A公开了安全的移动式增材制造设备，提出了一种移动式增材修复设备，但是需要再次进行减材加工，步骤繁琐而且二次装夹会影响工件表面质量；中国专利CN110052713A零件增减材复合制造工艺、中国专利CN109968040A一种增减材复合制造设备、中国专利CN208214714U一种增减材复合制造系统都提出了将增材制造单元和减材制造结合起来的方案，但是存在以下缺陷：工件往往需要运输，提升成本、影响工期且工件在装车运输过程中存在二次损伤的风险；同时，现有的增减材复合加工设备增材修复工艺单一，不能根据实际需求灵活选用增材修复工艺；且现有的增减材复合加工系统智能化程度低，不能快速准确地选择适合的修复材料及修复工艺；以及现有的增减材复合加工设备不能满足需要现场修复加工等特殊场景。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种移动式模块化多能束能场增减材复合修复设备及方法，将修复所需工艺设备进行模块化设计，并把模块设置在相应的移动式方舱内，通过不同模块之间的配合联动实现金属零件的快速增减材修复。

为此，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种移动式模块化多能束能场增减材复合修复设备，所述设备以移动式方舱为载体，包括用于实现金属零件增减材复合修复完整工艺流程的多个功能模块；所述功能模块包括：

用于对待修复零件进行无损检测及寿命评估，实现待修复零件的可修复性评价的无损检测与寿命评估模块；

用于在可修复性评价的基础上，完成对待修复零件损伤区域三维扫描、数据建模、增材修复路径规划以及减材数控加工代码生成的扫描反求与路径规划模块；

用于为增材修复工艺的实施提供多种能量源的载能束增材修复模块；

用于实施待修复零件损伤区域增材修复成形的运动执行模块；

用于提供多种能场辅助的辅助能场模块；

用于对零件修复后的尺寸、精度和表面质量进行恢复的数控加工减材模块；

用于集中控制无损检测与寿命评估模块、扫描反求与路径规划模块、载能束增材修复模块、运动执行模块、辅助能场模块和数控加工减材模块的中央控制模块，实现设备及修复过程中人机交互、数据库支持、材料选择、工艺匹配、运动控制和监测反馈的一体化协同控制。

进一步地，所述运动执行模块为轮式平台、履带式平台、麦克纳姆轮平台或攀爬式平台。

进一步地，所述载能束增材修复模块包括激光、电弧、等离子三种载能束子系统；所述辅助能场模块包括电磁、超声伴随处理子系统。