專利名稱：便攜式隔室激光成形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種制造方法，并且尤其涉及一種激光成形。
背景技術(shù)：
對(duì)于不同的制造方法來說連續(xù)開發(fā)出來工業(yè)激光器。激光器當(dāng)前用來在包括金屬和高強(qiáng)度合金的多種材料中進(jìn)行焊接、切割和鉆削操作，該材料在現(xiàn)代氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中所遇到的高溫下具有增強(qiáng)的強(qiáng)度。
激光成形是用于工業(yè)應(yīng)用的另一正在開發(fā)的方法，在該應(yīng)用中，激光束用來準(zhǔn)確加熱并變形金屬襯底，以便改變其形狀。通過激光局部加熱通常不超過母材的熔化溫度，但是必須足夠加熱以便實(shí)現(xiàn)局部熱變形。在這種升高的溫度下，母材可以經(jīng)受其微結(jié)構(gòu)的變化，以及表面氧化和表面變色或者相關(guān)的斑痕。
但是可以通過準(zhǔn)確控制激光掃描期間材料加熱并且在真空中進(jìn)行激光加工來減小或消除這些不利的影響。真空加工相應(yīng)地需要適當(dāng)大的腔室來容納工件和具有相關(guān)復(fù)雜性、成本的激光設(shè)備，并且抽出環(huán)境空氣增加了所需的加工時(shí)間。
除了抽空真空腔室之外，惰性氣體可提供其中以便在例如焊接或激光成形的熱產(chǎn)生過程中保護(hù)工件材料。但是，腔室必須設(shè)置尺寸來不僅包括工件，而且包括相關(guān)的焊接或激光加工設(shè)備。
作為選擇，惰性氣體可以通過氣體噴嘴提供以便通惰性氣體局部沖刷工件位置，并且因此在工件上適當(dāng)供應(yīng)和保持惰性氣體并同時(shí)保持在升高溫度下。
因此，希望提供一種改進(jìn)的激光成形設(shè)備，其中在整個(gè)激光掃描過程中工件通過惰性氣體局部保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明一個(gè)方面，激光成形系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。安裝固定件固定在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上以便支承工件。隔室固定在固定件上以便圍繞工件。氣體供應(yīng)裝置與隔室流體連通以便在壓力下在其中引入惰性氣體以便填充隔室。激光與隔室對(duì)準(zhǔn)以便將激光束投射到工件上，從而在隔室內(nèi)進(jìn)行激光成形。
按照本發(fā)明的另一方面，腔室構(gòu)造成圍繞工件。腔室包括構(gòu)造成密封腔室的窗口，窗口對(duì)于通過其中投射的激光束來說是透明的。腔室還包括構(gòu)造成接收惰性氣體的入口和構(gòu)造成排出惰性氣體的出口。


按照優(yōu)選和示例性的實(shí)施例，結(jié)合附圖，在下面詳細(xì)描述中，更加特別地說明本發(fā)明及其其它目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是按照示例性實(shí)施例的激光成形設(shè)備的示意圖；圖2是在便攜式隔室內(nèi)支承工件的安裝固定件的放大立視圖，隔室連接到圖1所示機(jī)器人的端部操縱裝置上；圖3是安裝在圖2所示固定件上的隔室的分解視圖。
部件列表系統(tǒng)10、零件、工件12、多軸機(jī)器人14、可運(yùn)動(dòng)臂16、端部操縱裝置18、控制器20、安裝固定件22、隔室24、工業(yè)激光器26、激光束28、石英窗口30、入口32、惰性氣體34、罐36、軟管38、閥40、出口42、板44、組件46、可松開夾緊件48、底板50、四個(gè)側(cè)壁52、天花板54。
具體實(shí)施例方式
圖1示意表示的是激光成形設(shè)備或系統(tǒng)10，該設(shè)備特別構(gòu)造成激光成形工件或零件12。工件可以具有適當(dāng)構(gòu)造和材料成分，例如用于現(xiàn)代氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性的壓縮機(jī)翼面。壓縮機(jī)翼面通常由高強(qiáng)度超合金金屬制成，例如氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱環(huán)境中在升高溫度下具有增強(qiáng)強(qiáng)度的鎳基超合金。
設(shè)備10包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其實(shí)例包括數(shù)字控制(NC)系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)工作臺(tái)和機(jī)器人系統(tǒng)。在圖1所示的實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是多軸機(jī)器人14，其包括從其近端或底端延伸的鉸接或可運(yùn)動(dòng)臂16，端部操縱裝置18位于其相對(duì)的遠(yuǎn)端上。機(jī)器人的底端適當(dāng)安裝在基座或地面上，并且端部操縱裝置18可以是轉(zhuǎn)動(dòng)主軸或安裝板的形式。
機(jī)器人還包括控制器20形式的裝置，該裝置可操作連接到機(jī)器人上，并適當(dāng)構(gòu)造成在多個(gè)自由度上準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)機(jī)器人臂16。
機(jī)器人14本身可具有許多傳統(tǒng)構(gòu)造和操作，例如從StaubliCorporation，of Duncan，South Carolina購買的Model NumberStaubli RX90。圖1所示的機(jī)器人臂16包括六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接合部，以便使得臂的鉸接部分在多自由度系統(tǒng)中進(jìn)行六個(gè)單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)。
控制器20是可以在適當(dāng)軟件中構(gòu)造以便在端部操作裝置18的空間內(nèi)準(zhǔn)確控制三維運(yùn)動(dòng)的典型數(shù)字編程計(jì)算機(jī)的形式。以此方式，通過該計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人具有準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)端部操縱裝置18以便進(jìn)行需要連接其上的部件準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)的不同制造加工的常用技術(shù)作用。
例如，圖2示意表示機(jī)器人臂的多種轉(zhuǎn)動(dòng)接合部可以用來獲得端部操縱裝置18在三個(gè)典型正交軸X、Y、Z上的平移以及端部操縱裝置18圍繞其縱向軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)A。
參考圖1和2，設(shè)備10還包括通過例如螺釘或螺栓緊固件適當(dāng)固定或連接到操縱裝置18上的安裝固定件22。以此方式，機(jī)器人可用來準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)連接到其遠(yuǎn)端上的安裝固定件22，其中安裝固定件22繼而支承其中的所需工件或零件12。
相應(yīng)地，便攜式腔室或隔室24適當(dāng)固定在安裝固定件22上以便與其同時(shí)運(yùn)動(dòng)，其中隔室在安裝固定件上圍繞工件12的相關(guān)部分。隔室提供圍繞工件的局部保護(hù)封閉件或箱體，以便在任何所需激光成形加工中保護(hù)工件。
例如，工業(yè)激光器26可本身獨(dú)立于機(jī)器人14適當(dāng)固定安裝在支承件或基座上，并且與支承在安裝固定件22上的隔室24光學(xué)對(duì)準(zhǔn)以便將工件上投射激光束28，從而在封閉的隔室24內(nèi)以任何適當(dāng)?shù)募庸みM(jìn)行激光成形。
激光器可具有帶有適當(dāng)功率的任何傳統(tǒng)的構(gòu)造，以便發(fā)射激光束28，從而局部加熱所需工件到所需升高的溫度。在超合金壓縮機(jī)翼面工件12的情況下，激光束有效地用來在金屬熔化溫度以下局部加熱其金屬，但該溫度足以高以便造成其局部熱變形，從而進(jìn)行所需激光成形加工。
特定激光成形加工不是本發(fā)明的主題，但是與其能力相關(guān)，從而將工件加熱到在工件上出現(xiàn)不需要的氧化或其它不利加熱作用的升高溫度下，通過在適當(dāng)惰性氣體中保護(hù)工件來消除這種不利影響。
更特別是，圖1和2所示的示例性隔室24最好包括適當(dāng)?shù)拇翱?0，該窗口最好密封閉合窗口處的隔室，其中窗口對(duì)于激光束28來說是透明的，使其從中投射，以便到達(dá)隔室內(nèi)的工件。
隔室24還包括示例性形式的兩個(gè)軟管接頭中的一個(gè)或多個(gè)入口32，入口在壓力下從適當(dāng)氣體供應(yīng)裝置接收惰性氣體34，氣體供應(yīng)裝置36通過適當(dāng)?shù)墓茏踊蜍浌?8和相應(yīng)的軟管接頭以及一個(gè)或多個(gè)閥40連接到隔室入口32，以便控制氣體流速。以此方式，適當(dāng)惰性氣體可在壓力下引導(dǎo)，以便填充連接到端部操縱裝置上的便攜式隔室24，以便在激光成形過程中保護(hù)封閉的工件12。
激光器26在示例性實(shí)施例中可以是連續(xù)波(CW)釹(Nd)釔-鋁-石榴石(YAG)激光器，其具有1060nm的波長，額定功率是大約2kw。相應(yīng)地，窗口30可以由大約0.5mm厚的薄透明石英窗口玻璃形成，該材料具有低的熱膨脹系數(shù)并可以經(jīng)受由于其中傳遞的激光束中的熱能造成的高熱應(yīng)力。如果需要，石英窗口可以涂覆適當(dāng)抗反射涂層，以便顯著減小石英玻璃本身的激光加熱，并且進(jìn)一步減小使用期間窗口不希望的裂紋的可能性。
包括窗口30的隔室24提供大致閉合的腔室，其中引導(dǎo)惰性氣體以便在激光成形加工中保護(hù)工件?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)亩栊詺怏w，其中對(duì)于考慮到的高溫結(jié)構(gòu)成形加工來實(shí)現(xiàn)工件的局部熱變形來說，氬是優(yōu)選的。也可以使用其它惰性氣體，例如氮，盡管氮在高溫下會(huì)在金屬工件內(nèi)形成不希望的氮化物。
圖2更加詳細(xì)地表示限定連接到軟管38上以便在隔室24內(nèi)引導(dǎo)惰性氣體34的相應(yīng)入口的隔室24的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)接頭32。隔室還包括適當(dāng)出口42，該出口用于在操縱期間從隔室排出或排放惰性氣體34，以及激光成形加工開始之前排放從隔室中清除的隔室內(nèi)含有的初始空氣。出口42可以具有任何適當(dāng)?shù)男问?，以便在受控的流速下從隔室排出惰性氣體，以便確保用惰性氣體34充分覆蓋工件，從而對(duì)其保護(hù)。
在圖2和3中更加詳細(xì)地描述在示例性實(shí)施例的安裝固定件22。固定件包括具有與端部操縱裝置18互補(bǔ)的構(gòu)造的底部適配器或板44，以便通過延伸通過其中的緊固件或螺釘固定安裝或連接。支架或組件46通過與其整體形成或緊固其上而固定在適配器上，并且從中向外垂直延伸。支架46構(gòu)造成用來接收特定形式的工件12，并還構(gòu)造成圍繞工件固定支承整個(gè)隔室24。
可松開的夾緊件48連接到支架上以便將工件12固定在支架上，從而在端部操縱裝置在三維空間(3-D)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)與其一起運(yùn)動(dòng)。夾緊件48可具有任何適當(dāng)?shù)男问?，例如所示的剛性桿，剛性桿安裝在支架側(cè)部上，其中連接緊固件將桿夾緊在工件12的增大底部或燕尾端部上。如圖3所示，支架46包括其中工件底部的一部分在一側(cè)座置其中的缺口，底座的相對(duì)側(cè)通過桿夾緊件28夾緊以便防止其在支架上運(yùn)動(dòng)。
以此方式，零件12的底部可以安裝在支架46的遠(yuǎn)端上，工件的其它部分或翼面部分在隔室24內(nèi)延伸。因此，工件12至少部分地支承在隔室24內(nèi)，以便進(jìn)行其翼面部分的激光成形，工件的其它部分或底端安裝在支架內(nèi)，并不進(jìn)行激光成形。
支架46因此提供以便于通過機(jī)器人的端部操縱裝置攜帶的緊湊構(gòu)造來支承工件和隔室的方便部件。適配器44固定在支架46的遠(yuǎn)端上。夾緊件48縱向布置在支架的相對(duì)端之間，并便于通過使用者接近。
另外，大多數(shù)支架46保持暴露在小隔室24的外部，并使得例如氣體供應(yīng)裝置軟管的Y接頭的不同接頭方便地進(jìn)行安裝，以便通過隔室內(nèi)的兩個(gè)相對(duì)入口分配惰性氣體。
圖2所示的隔室24相對(duì)小并且尺寸緊湊，以便與特定工件12的尺寸緊密對(duì)應(yīng)，從而定位窗口30，使得在操作期間入射激光束28大致完全橫向接近工件。由于便攜式隔室24固定連接到繼而連接到機(jī)器人的端部操縱裝置18上的安裝固定件22上，隔室應(yīng)該盡可能小，并且重量輕，從而減小其質(zhì)量和慣性，使得機(jī)器人臂大致不受阻礙地運(yùn)行，以便進(jìn)行所需的掃描激光加工.
對(duì)于各自所需工件或激光成形加工來說，根據(jù)加工的所需產(chǎn)量，從小批量加工到大批量加工，便攜式隔室24的特定形式可以進(jìn)行常規(guī)設(shè)計(jì)。在圖2和3所示的示例性構(gòu)造中，隔室24包括平片狀金屬板的底板5以便接收從中向外延伸的工件12。
隔室還包括同樣是平片狀金屬板形式的四個(gè)側(cè)壁52，側(cè)壁適當(dāng)連接到公共底板50上。一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁52可包括適當(dāng)連接其上的石英窗口30。在圖3所示的示例性構(gòu)造中，相對(duì)的前后側(cè)壁52包括從底板向外延伸并容納在大致U形的周邊或框架內(nèi)的類似大小的石英窗口30。
隔室還包括另一片狀金屬板形式的天花板54，天花板適當(dāng)連接到側(cè)壁52上，以便在所有側(cè)部大致封閉隔室24，其中工件12在隔室24內(nèi)延伸。
圖3表示隔室24的分解視圖，其中兩個(gè)側(cè)壁52以制造并適當(dāng)焊接在一起的片狀金屬構(gòu)造與底板50和天花板54形成整體，形成矩形箱體部件。兩個(gè)前后側(cè)壁是分開的金屬部件，其中相應(yīng)的前后石英窗口30通過機(jī)械固定件或通過例如硅膠的適當(dāng)粘合劑適當(dāng)連接。
限定相應(yīng)入口32的兩個(gè)接頭經(jīng)由其中相應(yīng)的開口布置在隔室的橫向側(cè)壁內(nèi)。出口42可以是形成在底板50內(nèi)的矩形開口的形式，工件12的翼面端部在組裝時(shí)可以插入通過開口。
圖2表示延伸到隔室24內(nèi)的工件12的翼面端部，隔室通過適當(dāng)螺釘緊固件在其前后側(cè)壁封閉。出口42適當(dāng)大于延伸通過其中的翼面周邊，以便提供圍繞工件的間隙，從而在操作期間排出惰性氣體34。
如果需要，可以通過延伸通過其不同壁的一個(gè)或多個(gè)其它形式的開口或接頭來提供隔室的出口。隔室的可拆卸的前后側(cè)壁是在組裝之后固定其上時(shí)與隔室的其它板的安裝凸緣形成有效接觸密封的平片狀金屬。由于可以使得惰性氣體34通過隔室板的不同接觸接合部的泄漏數(shù)量受到控制，以便有利地在操作中從隔室適當(dāng)排出惰性氣體，因此不希望或需要附加的密封件。
便攜式隔室24引入到機(jī)器人的端部操縱裝置中使得通過隔室內(nèi)含有的惰性氣體進(jìn)行局部保護(hù)來對(duì)工件12激光成形。如圖3所示，工件12最初通過夾緊件48安裝在固定件的支架46上。隔室24進(jìn)行組裝以便形成圍繞工件遠(yuǎn)端的封閉腔室，其中隔室適當(dāng)固定安裝在支架的遠(yuǎn)端上。
安裝固定件22、安裝其上的工件12以及保護(hù)隔室24作為組件安裝在端部操縱裝置18上，如圖1和2所示，以便在操作過程中通過機(jī)器人控制其運(yùn)動(dòng)。
在最初組裝之后，氣體供應(yīng)裝置36操作用來將惰性氣體引導(dǎo)通過隔室24以便最初清除其中所含的任何空氣，并且接著圍繞封閉的工件形成惰性氣體保護(hù)層，以便在激光成形過程中對(duì)其保護(hù)。
圖1所示的機(jī)器人14的控制器20采用工件12相對(duì)于固定激光器26在3-D空間內(nèi)的所需掃描路徑進(jìn)行適當(dāng)編程。機(jī)器人臂16接著在3-D空間中準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)，以便在工件12的暴露表面上的所需路徑上掃描激光束28，以便在惰性氣體層內(nèi)進(jìn)行激光成形。
由于工件12一直在惰性氣體中進(jìn)行沖刷，工件被保護(hù)，不受到由于其激光加熱造成的工件高溫影響，其中實(shí)現(xiàn)工件的局部熱變形，繼而實(shí)現(xiàn)所需的結(jié)構(gòu)成形加工。例如，工件12的相對(duì)薄的翼面部分可以局部激光成形，以便在其中引入預(yù)定彎曲，該彎曲可以用來修正翼面的任何略微特定扭曲或傾斜。
隔室24內(nèi)包括局部的惰性氣體保護(hù)工件不受到高溫的影響，以便防止工件表面不希望的氧化，或者其它受到熱影響的質(zhì)量問題，例如不希望的變色。
如圖2所示設(shè)置在隔室24的相對(duì)側(cè)部上的兩個(gè)窗口30使得可以在激光成形加工中順序進(jìn)行工件翼面兩側(cè)的激光成形。
當(dāng)完成激光成形加工時(shí)，夾緊件48可以松開，以便從組裝的隔室24中取出單個(gè)工件，并且下一個(gè)連續(xù)的工件可重新安裝在組裝的隔室24中，夾緊件48重新連接，以便將工件牢固安裝在隔室內(nèi)。激光成形加工可以接著在該下一個(gè)工件上重復(fù)進(jìn)行，其中對(duì)于任何所需批量的一系列工件來說，該加工根據(jù)需要進(jìn)行重復(fù)。
因此對(duì)于所需工件12來說，便攜式隔室24提供特別構(gòu)造和設(shè)置尺寸的緊湊封閉件，工件和隔室兩者通過安裝固定件22共同安裝在端部操縱裝置18上。在機(jī)器人臂16在3-D空間內(nèi)的所有運(yùn)動(dòng)過程中，緊湊的隔室和被保護(hù)的工件一起從公共端部操縱裝置18整體運(yùn)動(dòng)。
在激光加工中，通過相應(yīng)窗口30可以看到的激光束28通過工件12的暴露表面的路徑相對(duì)短，但是在3-D空間中是準(zhǔn)確的，并且氣體軟管38提供與例如氣體供應(yīng)裝置36的固定結(jié)構(gòu)的唯一的其它實(shí)體連接。軟管38適當(dāng)柔曲，對(duì)于安裝在隔室內(nèi)的工件來說，使得工件和隔室在所需掃描路徑上不受限制地運(yùn)動(dòng)。
如上所述，隔室24的特定構(gòu)造對(duì)于所需工件12的特定實(shí)施例來說可以變化，但是在所有情況下，應(yīng)該保持相對(duì)緊湊和小巧，以便在操作期間緊密包圍和保護(hù)和端部操縱裝置一起運(yùn)動(dòng)的工件。用來保護(hù)工件的隔室的優(yōu)選構(gòu)造應(yīng)該可以方便接近，以便在最少量的設(shè)置時(shí)間內(nèi)從隔室中安裝和拆卸單獨(dú)工件，以便對(duì)于一系列工件來說，增加激光成形加工的生產(chǎn)效率。
小容積的隔室確?？梢栽诿看渭す獬尚渭庸ら_始時(shí)快速清除空氣，在激光成形過程中對(duì)于惰性其它保護(hù)的需求最少。在激光成形過程中惰性氣體的泄漏或排放可以通過計(jì)量惰性氣體的入口流速或者計(jì)量惰性氣體從隔室流出或泄漏速度來控制。
雖然這里描述了認(rèn)為是本發(fā)明優(yōu)選和示例性的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從這里的教導(dǎo)中將明白本發(fā)明可以進(jìn)行其它的變型，并且希望在所附權(quán)利要求中確保所有的這些變型落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光成形系統(tǒng)(10)，包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(14)，包括具有端部操縱裝置(18)的可運(yùn)動(dòng)臂(16)；安裝固定件(22)，固定在所述操縱裝置(18)上以便支承工件(12)；隔室(24)，固定在所述固定件(22)上以便包圍所述工件(12)；氣體供應(yīng)裝置(36)，與隔室(24)流體連通以便在壓力下在其中引入惰性氣體(34)以便填充所述隔室(24)；以及激光器(26)，與所述隔室(24)對(duì)準(zhǔn)以便將激光束(28)投射到所述工件上，從而在所述隔室(24)內(nèi)進(jìn)行激光成形。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括機(jī)器人(14)，機(jī)器人包括具有端部操縱裝置(18)的可運(yùn)動(dòng)臂(16)，所述激光成形系統(tǒng)還包括控制器(20)，控制器可操作地連接到所述機(jī)器人(14)上，并且構(gòu)造成運(yùn)動(dòng)所述機(jī)器人臂(16)，以便在所述工件(12)上掃描所述激光束(28)，從而在所述隔室內(nèi)進(jìn)行激光成形。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室(24)包括窗口(30)，密封閉合該處的所述隔室，并對(duì)于通過其中投射的所述激光束(28)來說是透明的；入口(32)，布置成與所述氣體供應(yīng)裝置(36)流體流通，以便接收所述惰性氣體(34)；以及出口(42)，用于從中排出所述惰性氣體(34)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝固定件(22)包括適配器(44)，用于將所述固定件(22)安裝在所述端部操縱裝置(18)上，以便與其一起運(yùn)動(dòng)；支架(46)，固定在所述適配器上以便接收所述工件(12)，并且固定支承圍繞所述工件的所述隔室(24)；以及夾緊件(48)，用于至少部分在所述隔室(24)內(nèi)部將所述工件(12)固定在所述支架(46)上，其中所述適配器(44)固定在所述支架(46)的近端上，并且所述隔室(24)固定在所述支架(46)的遠(yuǎn)端上，并且所述夾緊件(48)布置其中。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室(24)還包括底板(50)，用于接收所述工件(12)；側(cè)壁(52)，連接到所述底板(50)，并且包括其中的所述窗口(30)；以及天花板(54)，連接到所述側(cè)壁(52)，以便封閉所述隔室(24)和其中延伸的所述工件，其中所述入口(32)布置在所述側(cè)壁(52)內(nèi)，并且所述出口(42)布置在所述底板(50)內(nèi)，并且提供圍繞所述工件(12)的間隙，以便從中排出所述惰性氣體(34)。
6.一種使用如權(quán)利要求5所述的所述激光成形系統(tǒng)(10)的方法，包括將所述工件(12)在所述隔室(24)內(nèi)安裝在所述固定件(22)上；將所述惰性氣體(34)引導(dǎo)通過所述隔室(24)以便以層的形式保護(hù)所述工件(12)；啟動(dòng)所述激光器(26)以便發(fā)射通過所述窗口(30)的所述激光束(28)；以及運(yùn)動(dòng)所述機(jī)器人臂(16)以便在所述工件(12)上掃描激光束(28)，從而在所述惰性氣體層內(nèi)進(jìn)行激光成形。
7.一種激光成形設(shè)備(10)，包括機(jī)器人(14)，包括具有端部操縱裝置(18)的可運(yùn)動(dòng)臂(16)；安裝固定件(22)，固定到所述操縱裝置(18)上以便支承工件(12)；隔室(24)，固定在所述固定件(22)上以便包圍所述工件(12)；激光器(26)，與所述隔室(24)對(duì)準(zhǔn)以便將激光束(28)投射到所述工件上，從而在所述隔室(24)內(nèi)進(jìn)行激光成形；其中所述隔室(24)包括窗口(30)，密封閉合該處的所述隔室，并對(duì)于通過其中投射的所述激光束(28)來說是透明的；以及接收惰性氣體(34)的入口(32)和從中排出惰性氣體(34)的出口(42)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還包括氣體供應(yīng)裝置(36)，與隔室(24)流體連通以便在壓力下在其中引入惰性氣體(34)以便填充所述隔室(24)，并在激光成形期間保護(hù)所述工件(12)，其中所述安裝固定件(22)包括適配器(44)，用于將所述固定件(22)安裝在所述端部操縱裝置(18)上，以便與其一起運(yùn)動(dòng)；支架(46)，固定在所述適配器上以便接收所述工件(12)，并且固定支承圍繞所述工件的所述隔室(24)；以及夾緊件(48)，用于至少部分在所述隔室(24)內(nèi)部將所述工件(12)固定在所述支架(46)上，以及其中所述適配器(44)固定在所述支架(46)的近端上，并且所述隔室(24)固定在所述支架(46)的遠(yuǎn)端上，并且所述夾緊件(48)布置其中。
9.一種構(gòu)造成圍繞工件(24)的腔室(24)，所述腔室包括窗口(30)，構(gòu)造成密封所述腔室，所述窗口對(duì)于通過其中投射的激光束(28)來說是透明的；入口(32)，構(gòu)造成接收惰性氣體；以及出口(42)，構(gòu)造成排出惰性氣體。
10.如權(quán)利要求9所述的腔室(24)，其特征在于，還包括底板(50)，用于接收所述工件(12)；側(cè)壁(52)，連接到所述底板，并且包括其中的所述窗口；以及天花板(54)，連接到所述側(cè)壁，以便封閉所述腔室和其中延伸的工件，其中所述入口布置在所述側(cè)壁內(nèi)，并且所述出口布置在所述底板內(nèi)，并且提供圍繞所述工件的間隙，以便從中排出所述惰性氣體。
全文摘要
一種激光成形設(shè)備(10)包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(14)。安裝固定件(22)固定在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上以便支承工件(12)。隔室(24)固定在固定件上以便包圍工件。氣體供應(yīng)裝置(36)與隔室(24)流體連通以便在壓力下在其中引入惰性氣體以便填充隔室。激光器(26)與隔室(24)對(duì)準(zhǔn)以便在便攜式隔室(24)內(nèi)將激光束(28)投射到工件(12)。
文檔編號(hào)B23K26/12GK1754647SQ20051008816
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者張文武, M·G·瓊斯, B·H·法雷爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司