[实用新型]一种应用于金属增材制造的叠层制造设备

权利要求书

1.一种应用于金属增材制造的叠层制造设备，其特征在于：包括成型室(16)、激光切割系统、激光焊接系统、金属切片传送系统E以及计算机控制系统(17)；

所述计算机控制系统连接控制激光切割系统、激光焊接系统、金属切片传送系统；

激光切割系统包括：切割激光器系统A以及切割基台系统B；所述切割基台系统B设置在成型室(16)的底部，用于供给待激光切割的金属带材(3)；切割激光器系统设置在成型室(16)的上部，用于按照规划路径通过激光将金属带材(3)切割成所需形状的金属切片；

激光焊接系统包括：焊接激光器系统C以及焊接基台系统D；所述焊接基台系统D包括升降焊接成型缸(11)；

金属切片传送系统E用于将切割基台系统上完成的金属切片运送至焊接基台系统D的升降焊接成型缸(11)上；焊接激光器系统C用于将层叠在升降焊接成型缸(11)上的金属切片按照规划路径，通过激光逐层焊接成型，进而得到所需形状的完整金属零件。

2.根据权利要求1所述应用于金属增材制造的叠层制造设备，其特征在于：所述切割基台系统B包括用于原料筒(5)、切割基板(6)和废料筒(7)；金属带材(3)卷绕在原料筒(5)上；原料筒(5)用于供给待切割金属带材(3)的放卷，废料筒(7)用于对完成金属切片的金属带材(3)进行收卷；金属带材(3)的待切割区域绕过导向轮(2)并在废料筒(7)的牵拉作用下，在切割基板(6)上表面的切割工位停留/或者移动。

3.根据权利要求2所述应用于金属增材制造的叠层制造设备，其特征在于：所述原料筒(5)和废料筒(7)由放卷电机(4)和收卷电机(8)驱动；在切割基板(6)右侧设有位置传感器(9)；在导向轮(2)的外侧设有张紧轮(1)；

位置传感器(9)作为负反馈，金属带材(3)在放卷电机(4)和收卷电机(8)的共同驱动下，使得金属带材(3)上的待切割区域准确移动到切割基板(6)上方的金属带材(3)的待切割区；切割基板(6)用于支撑切割好的金属切片，即切割层(26)；张紧轮(1)用于给金属带材(3)提供张力，使其与切割基板(6)平行和/或贴合；所述的导向轮(2)，用于维持金属带材(3)的张紧，使金属带材(3)的待切割区平整；位置传感器(9)用于检测金属带材(3)的实时运动速度，并反馈给计算机控制系统(17)，通过控制放卷电机(4)和收卷电机(8)的转动，使金属带材(3)按照预定的切割路径运动。

4.根据权利要求3所述应用于金属增材制造的叠层制造设备，其特征在于：所述金属切片传送系统E包括真空泵(15)、真空吸盘(22)、吸盘动作控制器(23)、滑块(24)、CCD视觉定位(25)、丝杆导轨(27)以及直线电机(28)；

所述导轨27水平跨接在切割基板(6)以及升降焊接成型缸(11)的上方；所述CCD视觉定位(25)设置在切割基板(6)与升降焊接成型缸(11)之间的成型室(16)底部；所述滑块(24)设置在丝杆导轨(27)上，当直线电机(28)驱动丝杆导轨(27)转动时，滑块(24)沿着丝杆导轨(27)的轨迹往复XY方向水平运动；吸盘动作控制器(23)安装在滑块(24)上；

所述的真空吸盘(22)具有若干个，均匀分布在吸盘动作控制器(23)下侧；同时，真空吸盘(22)又通过真空泵管连接到真空泵(15)，依靠真空泵(15)产生的吸力，来吸住切割层(26)；通过吸盘动作控制器(23)及CCD视觉定位(25)的反馈下，将切割基板(6)上表面的已完成激光切割的切割层(26)运送至升降焊接成型缸(11)的激光焊接工位上。

5.根据权利要求4所述应用于金属增材制造的叠层制造设备，其特征在于：所述计算机控制系统(17)通过位置传感器(9)实时采集金属带材(3)的位置信息，并实时反馈放卷电机(4)和收卷电机(8)，从而驱动金属带材(3)按照金属零件各叠层的实时要求来运动；

所述计算机控制系统(17)，通过CCD视觉定位(25)采集正在传送中的切割层(26)上切片定位点(3-2)的实时空间数据的反馈，计算并修正吸盘动作控制器(23)位置，以使传送到激光焊接工位的切割层(26)与激光焊接工位上已成型部分(12)准确贴合；计算机控制系统(17)控制升降电机(10)的升降运动，以使升降焊接成型缸(11)根据金属零件每个叠层的实时要求Z向运动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述应用于金属增材制造的叠层制造设备，其特征在于：所述叠层制造设备还包括一个由计算机控制系统(17)控制的成型室环境控制系统，用于在零件的作业过程中给成型室(16)提供保护气体、气体循环净化。