[发明专利]五轴增减材加工设备及其控制方法

说明书

本发明涉及五轴增减材加工设备及其控制方法，包括五轴增减材加工机和激光头保护装置，五轴增减材加工机包括三维打印轴、主轴和转台，三维打印轴设置有激光头，激光头保护装置包括安装块和用于覆盖激光头的保护盖，保护盖通过卡位凹槽与卡位凸边配合连接于安装块，保护盖可连接或者脱离安装块，保护盖的上平面设置有用于连接三维打印轴的磁铁。其方法包括：对零件进行增材加工和减材加工，并在增材加工前使保护盖脱离激光头，在减材加工时前使保护盖覆盖于激光头。本发明通过增材加工和减材加工的不断切换加工，并设置有方便拆卸和安装的激光头保护装置，有利于解决异形金属件等复杂形状的零件加工难题，并提高加工精度和加工效率。

技术领域

本发明涉及五轴增减材加工设备及其控制方法，属于自动化加工技术领域。

背景技术

工业制造是一个国家的支柱，能够直接提现一个国家的生产力水平。随着工艺技术的高速发展，一体化、高性能、高可靠性的应用需求成为制造业的重要发展方向，装备一体化的需求越来越高，其关键零部件的结构也越来越复杂，高性能、难加工金属一体化关键零部件制造技术，被认为是航空、核电、石化、船舶等先进工业高端装备制造业的基础和核心技术。

对于工业制造，其加工过程就是将原材料转化为最终工业产品的过程，从其制造工艺上分类，可分为“等材制造”、“减材制造”和“增材制造”，其中，以模具注塑、铸造加工为代表的等材制造发展悠久、经验丰富，而以机加工为核心的减材制造和以三维打印为代表的增材制造历史较短，其中蕴含了待优化的零件成形问题。同时，传统的制造设备大多采用单一制造工艺的成形方法，而采用单一成形方法制造上述大型、一体化、高性能金属制件，不仅需要专用的大型铸锻焊接装备和模具，其制造技术难度大、加工周期长、材料利用率地、制件性能不稳定等问题比较凸出。

在高端装备制造业中，对于一些复杂形状的零件(如异形金属管)内外侧加工，通过单一的增材加工或者减材加工已不能满足需求，增减材加工设备应运而生。但现有的增减材加工设备，其加工质量、加工速度和加工精度均有待提高，其中原因包括：有些设备在增材和减材的加工切换时需要更换加工头或者需要进行复杂的加工头位置变换，还有些部分设备在加工过程中容易出现相互干涉，如出现加工头碰撞或者加工头污染等问题，等等。

发明内容

本发明提供五轴增减材加工设备及其控制方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出五轴增减材加工设备及其控制方法，通过增材加工和减材加工的不断切换加工，有利于解决复杂形状零件的加工难题，并通过设置激光头保护装置，降低激光头被玷污的几率，从而有利于提高加工精度。

本发明的技术方案一方面涉及五轴增减材加工设备，包括：

五轴增减材加工机，包括用于增材加工的三维打印轴、用于减材加工的主轴和用于放置工件的转台，所述三维打印轴设置有激光头；

激光头保护装置，包括安装块和用于覆盖所述激光头的保护盖；所述安装块设置有卡位凸边和卡位环，所述卡位凸边设置于所述卡位环的内壁，所述卡位环设置有进盖口；所述保护盖的外周设置有卡位凹槽；

其中，所述保护盖通过所述卡位凹槽与所述卡位凸边配合连接于所述安装块，所述保护盖通过所述进盖口和所述三维打印轴配合连接或者脱离所述安装块；所述保护盖的上平面设置有用于连接所述三维打印轴的磁铁。

进一步，所述安装块包括球头柱塞；所述球头柱塞凸出于所述安装块的内壁以与所述保护盖抵接。

进一步，所述激光头保护装置还包括护盖罩，所述护盖罩包括箱体和固定板，所述箱体设置有伸出口，所述固定板设置于所述箱体内；所述安装块可移动地设置于固定板上，以通过所述伸出口使所述保护盖伸出或者缩入所述箱体。

进一步，所述五轴增减材加工机包括底座和龙门架，所述龙门架设置于所述底座上，所述三维打印轴和所述主轴可移动地设置于龙门架上的横梁上，所述转台可移动地设置于底座上并且设置于龙门架的两个立柱之间。