增減材復合加工系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種增減材復合加工系統(tǒng)及方法，屬于機械加工與制造技術領域。
【背景技術】
[0002]增材制造技術是通過CAD設計數(shù)據(jù)，采用材料逐層累加的方法制造實體零件的技術，與傳統(tǒng)的材料去除技術不同，增材制造是一種材料逐漸累積的制造過程。增材制造概念的提出始于20世紀80年代后期，經(jīng)過20余年的時間，這一技術已取得了飛速發(fā)展，在航空航天、微納制造、生物醫(yī)學工程等諸多領域都有應用。隨著研究的不斷深入，增材制造技術必將成為具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ闹圃旒夹g，給裝備制造業(yè)帶來革命性的變化。
[0003]但現(xiàn)有的增材技術只能實現(xiàn)使用鋼、鈦等不易被氧化的金屬材料或樹脂、石蠟等作為制造原料，針對鋁、鎂合金等容易氧化的并且在工業(yè)產品中常用的金屬具有局限性，同時現(xiàn)有的增材技術制造的產品主要以小尺寸零件為主，還無法制造出高精度大尺寸的零件。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種增減材復合加工系統(tǒng)及方法，用來克服現(xiàn)有增材技術對原料種類和零件尺寸限制并且產品表面精度低的缺陷。
[0005]本發(fā)明提供一種增減材復合加工系統(tǒng)，包括:
[0006]機器人，設有末端執(zhí)行器快換裝置；
[0007]控制部，與所述機器人電連接，并且能夠通過加工控制信息代碼控制所述機器人；
[0008]電弧增材設備，能夠安裝在所述末端執(zhí)行器快換裝置并實施增材加工；
[0009]減材設備，能夠安裝在所述末端執(zhí)行器快換裝置并實施減材加工。
[0010]進一步地，所述電弧增材設備包括焊槍、送絲裝置和保護氣裝置，
[0011]所述焊槍具有軸向通孔;所述送絲裝置能夠送出焊絲并使焊絲穿過所述焊槍的軸向通孔;所述保護氣裝置具有保護氣出口，所述保護氣出口與所述焊槍連通。
[0012]進一步地，所述減材設備包括電主軸和銑刀，所述電主軸具有內錐孔，所述銑刀通過內錐孔與所述電主軸連接。
[0013]在一實施方式中，還包括工作平臺，所述電弧增材設備/減材設備能夠在所述工作平臺上方進行增/減材加工。
[0014]本發(fā)明還提供一種增減材復合加工方法，利用上述的增減材復合加工系統(tǒng)進行，所述方法包括如下步驟:
[0015]I)利用所述控制部控制所述機器人以將所述電弧增材設備安裝在所述末端執(zhí)行器快換裝置上；
[0016]2)啟動所述電弧增材設備進行增材加工；
[0017]3)關閉所述電弧增材設備，利用所述控制部控制所述機器人以從所述末端執(zhí)行器快換裝置上拆卸所述電弧增材設備并安裝所述減材設備；[ΟΟ? 8] 4)啟動所述減材設備進行減材加工；
[0019]5)若完成產品加工，則關閉所述減材設備;若未完成產品加工，則利用所述控制部控制所述機器人以從所述末端執(zhí)行器快換裝置上拆卸所述減材設備，并重復實施步驟I)至步驟4)，直至完成產品加工。
[0020]進一步地，步驟2)包括:所述機器人通過所述末端執(zhí)行器快換裝置將所述電弧增材設備移動至所述工作平臺上方后啟動所述電弧增材設備進行增材加工。
[0021 ]進一步地，步驟4)包括:所述機器人通過所述末端執(zhí)行器快換裝置將所述減材設備移動至所述工作平臺上方后啟動所述減材設備進行減材加工。
[0022]進一步地，所述增材設備的工作電流為60?200Α。
[0023]本發(fā)明提供的增減材復合加工系統(tǒng)及其方法，通過使用能夠快速實現(xiàn)金屬液化的電弧技術進行增材加工，因此能夠突破現(xiàn)有技術中對原料的限制，實現(xiàn)對易氧化金屬鋁、鎂等的加工制造，同時避免了對真空度以及保護氣等條件要求過高的工作環(huán)境，免去現(xiàn)有技術中只能在密閉車床加工的工作環(huán)境，因此能夠實現(xiàn)隨時隨地快速實現(xiàn)對任意尺寸產品的加工，明顯提高增材加工的適用范圍。同時本發(fā)明通過向增材技術中加入減材技術，明顯提高產品的加工精度。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明增減材復合加工系統(tǒng)實施例的示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明增減材復合加工方法實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]圖1為本發(fā)明增減材復合加工系統(tǒng)實施例的示意圖。如圖1所示，本實施例提供的增減材復合加工系統(tǒng)包括:
[0028]機器人I，設有末端執(zhí)行器快換裝置11;
[0029]控制部2，與機器人I電連接，并且能夠通過加工控制信息代碼控制機器人I;
[0030]電弧增材設備3，能夠安裝在末端執(zhí)行器快換裝置11并實施增材加工；
[0031]減材設備4，能夠安裝在末端執(zhí)行器快換裝置11并實施減材加工。
[0032]其中，機器人I可以為目前主流的高精度機器人，能夠快速靈活的實現(xiàn)空間運動，在機器人I上設置有末端執(zhí)行器快換裝置11，該末端執(zhí)行器快換裝置11能夠實現(xiàn)對其他工作元件的切換與安裝，具體地，末端執(zhí)行器快換裝置11具有一法蘭(圖中未示出)，執(zhí)行器快換裝置11通過該法蘭與其他工作元件實現(xiàn)安裝固定。
[0033]控制部2能夠接收加工控制信息代碼，并通過該加工控制信息代碼實現(xiàn)對機器人I的控制。在本實施例中，該加工控制信息代碼通常是由待加工產品的CAD模型經(jīng)過相應增減材復合制造軟件轉化而來的，加工控制信息代碼包括實現(xiàn)增材的信息代碼和實現(xiàn)減材的信息代碼，CAD模型可以為STL、STEP、IGES、OBJ、VRML等格式。
[0034]應該想到的是，本實施例的增減材復合加工系統(tǒng)還包括一電源5，該電源5與系統(tǒng)內所有元件進行電連接對其供電，如果某一元件對工作電流或電壓有限制，可以通過在電源5與該元件之間連接逆變器等原件實現(xiàn)對工作電流或電壓的控制。
[0035]本實施例的增減材復合加工系統(tǒng)，當開始進行增減材制造時，計算機6向控制部2發(fā)送加工控制信息代碼，控制部2通過加工控制信息代碼控制機器人I，機器人I在控制部2的控制下使末端執(zhí)行器快換裝置11在懸掛架8處對電弧增材設備3以及減材設備4中實現(xiàn)切換安裝，最終通過電弧增材設備3以及減材設備4的工作實現(xiàn)產品的加工完成。該系統(tǒng)通過相應元件的連接構成，組成元件簡單，對工作環(huán)境沒有過多限制無需在真空密閉環(huán)境下進行，并且機器人能夠快速實現(xiàn)空間的各向移動，因此能夠隨時隨地的快速實現(xiàn)任意尺寸產品的加工。同時，增減材設備的結合也能夠有效提高加工產品的精度，滿足生產需求。
[0036]進一步地，電弧增材設備3包括焊槍31、送絲裝置32和保護氣裝置(圖中未示出)，焊槍31具有軸向通孔，送絲裝置32能夠送出焊絲并使焊絲穿過焊槍31的軸向通孔，保護氣裝置具有保護氣出口，保護氣出口與焊槍31連通。
[0037]具體地，當啟動電弧增材設備3后，焊槍31、送絲裝置32和保護氣裝置同時啟動。送絲裝置32與焊槍31連接并向焊槍31送出焊絲，從而使焊槍31產生的電弧能夠快速熔融焊絲完成增材操作。保護氣裝置與焊槍31連通用來為焊絲提供非氧化環(huán)境，一般的，保護氣會選用氬氣。
[0038]進一步地，減材設備4包括電王軸41和鐵刀(圖中未不出)，電王軸41具有內維孔，銑刀通過內錐孔與電主軸41連接。電主軸41會帶動銑刀對增材后的產品進行切削工作，尤其是對電弧增材的表面凹凸進行平滑處理，顯著提高產品的精度。
[0039]在上述實施例的基礎上，增減材復合加工系統(tǒng)還包括工作平臺7，電弧增材設備3/減材設備4能夠在工作平臺7上方進行增/減材加工。工作平臺7即為增減材過程中成型產品和固定