[实用新型]反极性等离子弧机器人增材制造系统

权利要求书

1.一种反极性等离子弧机器人增材制造系统，其特征在于，包括工业机器人、增材制造电源、送丝机、机器视觉系统、工业计算机、等离子焊枪、制冷装置、气体装置以及辅助工装夹具；所述工业机器人、增材制造电源、送丝机、制冷装置、气体装置、辅助工装夹具均通过CAN BUS总线与工业计算机相连；所述机器视觉系统通过TCP/IP协议与工业计算机相连；所述等离子焊枪连接所述制冷装置、增材制造电源、送丝机、气体装置以及辅助工装夹具；所述制冷装置还与增材制造电源相连；其中

所述机器视觉系统用于对拟增材制造的工件信息及其位置信息进行检测，并将信息馈入所述工业计算机；在增材制造过程中，机器视觉系统用于识别路径、监控状态以及跟踪工件；

所述工业计算机用于选择增材制造模式及其配套的基本工艺参数、进行增材路径规划；在增材制造过程中，所述工业计算机对所述工业机器人、增材制造电源、送丝机、气体装置以及辅助工装夹具进行数据处理和远程监控；

所述工业机器人作为执行机构，用于控制所述等离子焊枪和辅助工装夹具完成相应的动作操作；

所述增材制造电源用于提供增材制造过程所需的能量；

所述送丝机用于输送丝材并调节送给速度；

所述等离子焊枪用于完成能量的转换，为丝材熔积以及熔化金属的过渡提供能源与动力；

所述制冷装置用于为所述增材制造电源以及所述等离子焊枪提供冷却作用；

所述气体装置用于给所述等离子焊枪提供离子气和保护气；

所述辅助的工装夹具用于完成工件的夹持以及变位操作。

2.根据权利要求1所述的反极性等离子弧机器人增材制造系统，其特征在于，所述增材制造电源包括主弧电源和维弧电源，所述主弧电源与维弧电源均与等离子焊枪相连；所述主弧电源包括主弧电源主电路和主弧电源控制电路，所述维弧电源包括维弧电源主电路、维弧电源控制电路以及高频高压引弧电路；其中

所述主弧电源主电路用于实现主弧能量的转换与传输；

所述主弧电源控制电路用于控制主弧电源各个任务的正常工作；

所述维弧电源主电路用于实现维弧能量的转换与传输；

所述维弧电源控制电路用于控制维弧电源各个任务的正常工作；

所述高频高压引弧电路用于击穿等离子焊枪的钨极和喷嘴间的气隙，以建立维持电弧。

3.根据权利要求2所述的反极性等离子弧机器人增材制造系统，其特征在于，所述主弧电源主电路采用双逆变拓扑结构，包括输入整流滤波模块、IGBT高频逆变电路、中频变压器、快速整流滤波模块、IGBT低频调制电路以及高压稳弧电路；所述输入整流滤波模块用于将380V三相交流电转化为平滑的直流电；所述IGBT高频逆变电路用于将整流后的直流电逆变成高频交流电；所述中频变压器用于进行能量转换，为增材制造过程提供所需的高电流、低电压的交流电；所述快速整流滤波模块用于将经过中频变压器的交流电转变成大电流、低电压的直流电；所述IGBT低频调制电路用于将经过快速整流滤波模块的直流电进行换相调节、频率调制及电感滤波后，输出所需的电流电压波形；所述高压稳弧电路用于保证在IGBT低频调制电路输出电流的极性转换时刻施加较高的电压，从而确保在电流过零时电弧的可靠再引燃。