[发明专利]一种增减材复合加工设备及其应用

摘要

本发明公开了一种增减材复合加工设备，包括在线金属弧焊增材制造装置和数控多轴联动加工装置，所述在线金属弧焊增材制造装置包括焊接机器人和焊机系统，所述焊机系统安装在所述焊接机器人；所述多轴联动加工系统包括三维测量装置和多轴联动精密加工系统，所述三维测量装置用于测量零件的轮廓信息并发送给计算机，计算机通过接收的轮廓信息获得零件的实际轮廓，再与理论三维模型进行比较得到误差，所述多轴联动精密加工系统用于对零件实施减材加工，以使实际轮廓与理论三维模型的所述误差控制在设定范围内。本发明能够解决现有精密加工方法难以自动加工形状复杂，能够充分发挥电弧增材制造效率高，能耗低，环境适应强的优点。

主权项

1.一种利用增减材复合加工设备进行加工的方法，所述一种增减材复合加工设备包括在线金属弧焊增材制造装置和数控多轴联动加工装置，其中，所述在线金属弧焊增材制造装置包括焊接机器人和焊机系统，所述焊机系统安装在所述焊接机器人，以用于实施增材加工；所述多轴联动加工系统包括三维测量装置和多轴联动精密加工系统，所述三维测量装置用于测量零件的轮廓信息并发送给计算机，计算机通过接收的轮廓信息获得零件的实际轮廓，再与理论三维模型进行比较得到误差，所述多轴联动精密加工系统用于对零件实施减材加工，以使实际轮廓与理论三维模型的所述误差控制在设定范围内，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)基于零件破损处3D形貌特征及模型加工信息的自由曲面工艺规划算法，采用曲面加工路径方式以避免热量积累，获取待加工零件的CAD模型，基于曲面分层切片方法将CAD模型从最底层一直分层到最顶层，以生成零件增材加工路径；(2)根据实体的切片轮廓及该轮廓位置的三角形外法矢方向，按照磨头刀位点处必须与该三角形面片相切的原则获得该位置的多轴联动精密加工系统的切削头的工作的位置参数及局部机加工轨迹，并将各个局部机加工轨迹连结，以生成零件轮廓的机加工路径；(3)根据步骤(1)中生成的零件增材加工路径，驱动焊接机器人和焊机系统按照切片路径行走的同时，熔化金属丝，金属熔滴沉积成一层；将电弧熔化后的金属丝熔滴进行自然冷却，以形成实体毛坯；(4)根据步骤(2)中生成的零件轮廓的机加工路径，驱动多轴联动精密加工系统的刀具运动，并在三维测量装置的配合下，对步骤(3)生成的实体毛坯的轮廓进行精加工；(5)在精加工完毕后，升降工作台带动实体毛坯下降一层的高度；(6)重复步骤(3)至(5)，直至加工出整个零件。