[发明专利]一种增材制造设备刮刀故障自动处理方法

说明书

本发明公开了一种增材制造设备刮刀故障自动处理方法，在增材制造设备系统内预设刮刀传动机构的扭矩限定值，在粉末铺设过程中，若刮刀传动机构伺服电机的当前扭矩值≥伺服驱动器中预设的扭矩限定值，此时系统自动执行刮刀故障自动处理程序，将成形平台下降一定高度，执行刮刀故障复位命令，然后使刮刀归零，回到初始位置；落粉装置自动落粉，成形平台上升一定高度，刮刀进行移动，以完成当前层成形粉末的铺设，结束故障自动处理。本方法可自动处理铺粉过程中刮刀卡刀的问题，实现了增材制造设备的高度自动化，大大提高了生产效率。

技术领域

本发明属增材制造技术领域，具体涉及一种增材制造设备刮刀故障自动处理方法。

背景技术

增材制造技术是基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式，以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层和数控成形系统，利用高能束将材料进行逐层堆积，最终叠加成形，制造出有特定几何形状零件的一种技术手段。

增材制造的工艺方法有很多种，主要分为基于送粉方式和基于铺粉方式的制造方法。基于铺粉方式的制造方法使用的铺粉装置可分为单向铺粉装置和双向铺粉装置。基于铺粉方式的增材制造铺粉系统，包括铺粉刮刀、刀架、铺粉传动机构等。

铺粉装置的铺粉过程为：铺粉装置从成形平台的一侧以预定的速度运动至成形平台的另一侧，完成成形平台表面第一层粉末的铺设，之后铺粉装置停留在成形平台的该侧，等待高能束对该层粉末进行扫描成形，当高能束完成该层粉末的扫描成形后，成形平台下降一个成形层厚，铺粉装置再从成形平台的该侧返回至起始点，此时双向铺粉装置就完成了第二层粉末的铺设，而单向铺粉装置只是返回起始点，再次从该侧运动到另一侧完成第二层粉末的铺设。

铺粉装置循环往复的铺设成形粉末，结合成形平台的不断下降及高能束的扫描成形，逐渐堆叠成形三维零件。

铺粉装置在循环往复的铺粉过程中，会因为循环气体的不稳定性、成形平台的精度差、成形参数的不完美等原因，造成铺粉装置在循环往复的铺粉过程中，刮刀刮蹭零件的情况，该情况较严重时，会造成铺粉传动机构的当前扭矩超过所预设定的扭矩限定值，而将刮刀卡停的情况。这时都需要通过人为干预，手动复位故障、人为控制成形平台的高度、手动进行铺粉操作等。这样频繁出现刮刀刮蹭的现象不仅会增加成形的时间、降低成形效率、增加成形的成本，更无法做到增材制造设备的高度自动化即24小时无人值守，严重时还有可能会影响成形零件的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种增材制造设备刮刀故障自动处理方法，可自动处理铺粉过程中刮刀卡刀的问题，又可实现增材制造的高度自动化，解决了现有刮刀故障需要人工处理的问题。

本发明所采用的技术方案是，在刮刀从成形平面的一侧向另一侧移动进行当前层粉末铺设过程中，若确定刮刀传动机构伺服电机的当前扭矩值≥伺服驱动器中预设的扭矩限定值，系统执行第一次刮刀故障自动处理程序，所述第一次刮刀故障自动处理程序包括以下步骤：

将成形平台下降A高度，执行刮刀故障复位命令，使刮刀归零，回到初始位置；落粉装置自动落粉，所述成形平台上升A高度，刮刀再次沿成形平面移动，以完成当前层成形粉末的铺设；故障自动处理结束，系统继续执行成形扫描动作。

本方案的特点还在于：

进一步地，上述方法还包括：

在所述刮刀沿所述成形平台移动的过程中，判断所述刮刀是否成功通过当前层成形区域；若确定所述刮刀未成功通过当前层成形区域，则执行第二次刮刀故障自动处理程序，所述第二次刮刀故障自动处理程序包括：

将所述成形平台下降A高度，执行刮刀故障复位命令，使刮刀归零，回到所述初始位置；落粉装置自动落粉，所述成形平台上升B高度，B高度小于A高度，刮刀再次沿所述成形平台移动，对所述当前层成形粉末进行铺设。