[发明专利]一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制的设备与方法

权利要求书

1.一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制的设备，其特征在于：包括计算机控制系统、路径规划系统、电弧增材系统、监控与反馈系统及自调节水冷系统；

所述计算机控制系统连接电弧增材系统、路径规划系统、监控与反馈系统、自调节水冷系统；

路径规划系统用于将实体三维模型分层切片，规划可行扫描路径，并将扫描代码经由计算机控制系统传递给机器人，控制其运动轨迹；

电弧增材系统包括：TIG焊机、TIG焊枪、焊接工作台、送丝机构；

监控与反馈系统包括：光传感器、红外温度传感器；

自调节水冷系统包括：温度调节装置、水冷循环系统、水箱。

2.根据权利要求1所述一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制的设备，其特征在于：所述TIG焊枪用于将送丝机构提供的丝材按照规划路径，通过电弧热源在工作台上逐堆焊成型，进而得到所需形状的完整金属零件。

3.根据权利要求1所述一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制的设备，其特征在于：所述光传感器置于工作台上部，用于对沉积层形貌进行监测，并实时反馈给计算机控制系统；所述红外温度传感器安装在工作台上方，用于进行成形件表面温度监测，并实时反馈给计算机控制系统。

4.根据权利要求1所述一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制的设备，其特征在于：所述温度调节系统经由计算机控制系统接收来自监控与反馈系统的成形件温度与形貌特征，自适应地调节进入水冷循环系统的水温；所述水冷循环系统嵌于工作台内部，用于调节成形过程温度，降低成形件内部热累积，同时改善成形精度。

5.一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制设备的运行方法，其特征在于采用包括如下步骤：

步骤一：将实体三维模型分层切片，规划可行扫描路径，并将扫描代码导入计算机控制系统；

步骤二：TIG增材成形步骤

基板固定在工作台上，焊枪在成形方向运动，且垂直于基板，TIG焊枪与保护气瓶相连，焊丝位于焊枪前方，与焊枪沿同一方向堆敷，丝材与基板表面的夹角为50-70°；

步骤三：实时监控与反馈步骤

在电弧增材成形过程中，光传感器实时采集成形件表面尺寸信息，将光信号转化为电信号，传输到计算机控制系统并进行成像与显示工作；红外温度传感仪实时测量沉积层表面温度，并反馈给计算机控制系统；

步骤四：成形温度调节步骤

计算机控制系统根据反馈的图像与温度实时控制自调节水冷系统，并在其尺寸精度与温度未达到标准值时发出警报。

6.根据权利要求5所述一种电弧增材制造过程中成形精度与质量控制设备的运行方法，其特征在于，计算机控制系统判断电弧增材制造过程是否合格；若未发出警报，则继续进行步骤二；若发出警报，则降低水冷温度，直至尺寸精度与温度达到标准值，继续进行步骤二，最后，待成形结束后，关闭电弧增材制造过程中成形精度与质量控制设备。