[发明专利]轻量化多自由度金属沉积增材装置

说明书

本发明提供了激光增材制造技术领域的一种轻量化多自由度金属沉积增材装置，包括运动机构、底板、激光加工机构，运动机构包括立柱、Y轴横梁以及X轴横梁，Y轴横梁沿Z轴方向移动设置在相邻立柱之间；X轴横梁沿Y轴方向移动设置在相互平行的Y轴横梁之间，X轴横梁上设有滑台；激光加工机构包括Z轴旋转组件、Y轴旋转组件以及送粉头，Z轴旋转组件设置在滑台下方，Y轴旋转组件绕Z轴方向周向旋转设置；送粉头绕Y轴方向周向旋转设置在Y轴旋转组件的端部，激光加工机构中设有将激光折射至工作台的反射镜，送粉头配合底板上的工作台转动设置。本发明使得激光加工组件同方向多轴同步进给运动，缩短运动传动链，增大可成形范围。

技术领域

本发明涉及激光增材制造技术领域，具体地，涉及一种轻量化多自由度金属沉积增材装置。

背景技术

激光熔覆技术(Laser Cladding)是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基材表面形成与其为冶金结合的熔覆层，可以进行大型复杂金属构件高精度直接制造、修复及熔覆，显著提高制造效率与加工精度，有效克服传统工艺复杂结构件制造困难、材料浪费严重及工艺复杂等弊端，并能优化产品设计，改善产品性能，缩短高端产品的开发周期。

目前国内激光熔覆成形设备，使用的运动承载结构多为悬臂式或传统龙门结构，其中悬臂式结构存在整体笨重导致占用空间体积大，造成气氛循环时间长成本偏高的特点；而传统龙门结构如双定柱单动梁式龙门，往往需要工作台做前后运动才能配合完成零件成形；同时目前使用的运动承载结构自由度偏低，不能保证加工头与成形件顺利进行三维空间复杂曲线轨迹协同运动，造成复杂曲面零件难以成形。

经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN109306486A，公开了一种激光熔覆金属表面强化及增材制造的装置，六轴机械手臂总成通过内六角螺栓联结在横梁上，激光器夹紧装置把激光器总成固定在横梁上，激光控制器和激光器总成通过光纤连接。激光器发射端与夹紧装置连接，出粉装置通过软管和合金粉末出口连接，合金粉末出口通过支架固定在支座上，支座焊接在第二竖梁上。惰性气体装置通过橡胶软管和惰性气体喷射口连接，惰性气体喷射口通过支架用内六角螺栓固定在支座上，支座焊接在第一竖梁上。该专利技术就存在上述相关问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轻量化多自由度金属沉积增材装置。

根据本发明提供的一种轻量化多自由度金属沉积增材装置，包括运动机构、底板以及激光加工机构；

所述运动机构包括立柱、Y轴横梁以及X轴横梁，多根所述立柱固定设置在所述底板上，所述Y轴横梁沿Z轴方向移动设置在相邻所述立柱之间；

所述X轴横梁沿Y轴方向移动设置在相互平行的所述Y轴横梁之间，所述X轴横梁上沿X轴方向滑动设置有滑台；

所述激光加工机构包括Z轴旋转组件、Y轴旋转组件以及送粉头，所述Z轴旋转组件一端设置在所述滑台下方，且所述Z轴旋转组件另一端带动所述Y轴旋转组件绕Z轴方向周向旋转设置；

所述送粉头绕Y轴方向周向旋转设置在所述Y轴旋转组件的端部，所述Z轴旋转组件和所述Y轴旋转组件中设有将激光折射至所述工作台的反射镜；

所述底板上转动设置工作台，所述送粉头配合所述工作台转动设置。

一些实施方式中，所述运动机构采用动梁定柱龙门式运动机构结构设置，所述底板上垂直固定有四根所述立柱，四根所述立柱相互平行设置在所述底板的四个顶角上，所述Y轴横梁设有两根，两根所述Y轴横梁相互平行设置在相邻设置的所述立柱之间。

一些实施方式中，所述立柱上设有线性模组，所述Y轴横梁两端固定设置在所述线性模组上，所述X轴横梁两端固定设置在所述Y轴横梁上的线性模组上，所述滑台滑动设置在所述X轴横梁上的线性模组上，多个所述线性模组分别通过第一电机驱动设置。