[发明专利]机器人电弧增材轴类件同步加热应力变形控制系统与方法

权利要求书

1.一种机器人电弧增材轴类件同步加热应力变形控制系统，其特征在于，包括多个环状电磁感应加热单元(1)，温度传感器(2)，基板(4)，水平工作台(5)，升降机(6)，焊接机器人(7)和计算机控制系统(8)；

多个环状电磁感应加热单元堆叠形成加热筒，每个环状电磁感应加热单元(1)连接至计算机控制系统(8)并可独立控制，每层环状电磁感应加热单元(1)内侧连接温度传感器(2)，升降机(6)上端连接水平工作台(5)，升降机(6)连接计算机控制系统(8)，水平工作台(5)上装配基板(4)，焊接机器人(7)在基板(4)上进行增材制造轴类件(3)，加热筒设置在轴类件(3)的外周，由计算机控制系统控制每个环状电磁感应加热单元的工作状态，从而实现对整个轴类件的控温；

每个环状电磁感应加热单元(1)的高度为5～15mm，加热筒的高度为50～3000mm；

焊接机器人(7)的自由度采用五轴、六轴或者七轴；焊接机器人(7)热源采用电弧或等离子；计算机控制系统(8)采用闭环控制。

2.一种采用权利要求1所述的控制系统控制应力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将基板(4)装配在水平工作台(5)上，由计算机控制系统(8)调整基板(4)高度，使基板(4)上表面与多层环状电磁感应加热单元(1)堆叠组成加热筒的上表面平行，在计算机控制系统(8)预设加热温度T；

步骤二：焊接机器人(7)在程序控制下在基板(4)上进行增材制造第一层；

步骤三：升降机(6)下降一个层厚，使增材轴类件(3)上表面与多层环状电磁感应加热单元(1)堆叠组成加热筒的上表面平行；

步骤四：计算机控制系统(8)得到增材轴类件(3)高度，控制增材轴类件(3)高度区域内环状电磁感应加热单元(1)工作，环状电磁感应加热单元(1)内侧连接温度传感器(2)测量轴类件(3)对应层温度，若测量轴类件(3)温度T1预设加热温度T，则环状电磁感应加热单元(1)不加热，等待轴类件(3)冷却；若测量轴类件(3)温度T1预设加热温度T，则环状电磁感应加热单元(1)开始加热，直至轴类件(3)温度T1＝预设加热温度T，在整个增材过程中使轴类件(3)温度T1＝预设加热温度T；

步骤五：焊接机器人(7)在程序控制下在轴类件(3)上表面进行增材制造第2层；

步骤六：执行步骤三与步骤四；循环上述过程，直至实现轴类件(3)的实体制造。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行增材制造前，在多层环状电磁感应加热单元(1)堆叠组成的加热筒内部充入惰性气体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气、氮气或氦气。