一種mig快速成形的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环NMIG焊接快速成形的系統(tǒng)，主控制器根據(jù)目標(biāo)成形零件的三維圖形進(jìn)行分層切片及數(shù)據(jù)處理，生成焊接成形的路徑代碼，以及生成控制MIG焊機(jī)的工作模式控制信號；三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)主控制器的生成的焊接成形路徑夾持焊槍，MIG焊接裝置根據(jù)控制信號在基板上沿著焊接成形路徑，逐層堆積形成實(shí)體零件。本申請?zhí)峁┑南到y(tǒng)，利用基板溫度控制裝置，控制基板以及成形零件的成形溫度，從而提高成形零件的精度和力學(xué)性能。
【專利說明】—種MIG快速成形的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料加工領(lǐng)域和金屬快速成形領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]快速成形是基于離散/堆積成形原理，將根據(jù)目的成形零件的三維模型，沿某一坐標(biāo)方向按一定的厚度進(jìn)行分層切片處理，對每一分層切片進(jìn)行路徑規(guī)劃得到掃描軌跡后，計(jì)算機(jī)按照掃描軌跡控制成型設(shè)備，焊接電弧將金屬焊絲熔化，按預(yù)定的成形路徑堆積成形一層切片，層層堆積最終形成三維實(shí)體零件。與傳統(tǒng)機(jī)加工相比，應(yīng)用快速成形技術(shù)無需工裝準(zhǔn)備、不受零件復(fù)雜程度的限制，故可大大縮短生產(chǎn)周期/實(shí)現(xiàn)高效、低耗、智能化生產(chǎn)。薄壁結(jié)構(gòu)是一種常見的特征形式，當(dāng)采用鑄造、鍛壓等方式制造時(shí)，需要先制造相應(yīng)的模具，而采用切削方式又需要去除大量的金屬?？焖俪尚图夹g(shù)為薄壁結(jié)構(gòu)的制造提供了更大的靈活性。
[0003]金屬材料的快速成型技術(shù)往往是采用金屬材料熔化沉積而實(shí)現(xiàn)快速成型，通常采用激光、電子束等高能束熱源對金屬材料加熱熔化實(shí)現(xiàn)快速成型，其設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，且成型工藝復(fù)雜，成型件的組織致密度不高。鑒于此種情況，一種低成本、高質(zhì)量的金屬材料直接快速成型工藝的研究成為了國內(nèi)外的一個(gè)研究熱點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有問題，提供一種MIG快速成形系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的目的。
[0005]一種MIG快速成形的系統(tǒng)，其特征在于，包括:主控制器、三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、MIG焊接裝置、基板溫度控制裝置；
所訴主控制器，用于根據(jù)成形零件的三維圖紙進(jìn)行切片及數(shù)據(jù)處理，生成焊接成形的路徑代碼，以及生成控制MIG焊機(jī)的工作模式控制信號；
所訴MIG焊接裝置，用于依據(jù)所述控制信號啟動(dòng)與所述控制信號對應(yīng)的工作模式，并輸出與所述工作模式對應(yīng)的工作電壓和工作電流，并控制送絲機(jī)和焊槍等按照預(yù)設(shè)的工作方式進(jìn)行工作；
所訴三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于依據(jù)主控所述主控制器生成的焊接成型路徑代碼，在基板的表面所述成形路徑堆積成形，并逐漸堆積形成目標(biāo)零件；
所述基板溫度控制裝置，用于在成形過程中對已堆積成形的零件部分的溫度進(jìn)行控制，防止零件已成型部分過冷或過熱，從而實(shí)現(xiàn)焊接工藝的穩(wěn)定測溫裝置，用于對所述的成型零件的溫度進(jìn)行測量；
調(diào)溫裝置，用于將所述測溫儀測得的溫度與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較，并依據(jù)比較結(jié)果對所述基板溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0006]所述的MIG焊接裝置包括:
焊槍，用于依據(jù)所述MIG電源的工作電壓、工作電流等，使所述焊絲與所述基板產(chǎn)生電弧，并使焊絲熔化，逐層堆積至所述基板上
MIG焊機(jī)，用于為所述焊槍提供成形零件時(shí)所需的電壓、電流、頻率等參數(shù)，并控制送絲機(jī)和焊槍等按照預(yù)設(shè)的工作方式進(jìn)行工作；
送絲機(jī)，用于依據(jù)所述預(yù)設(shè)的送絲速度對所述焊槍傳輸焊絲；
水冷裝置，用于對所述焊槍進(jìn)行冷卻降溫。
[0007]所述的三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:
運(yùn)動(dòng)控制器，用于依據(jù)主控制器的焊接成形路徑代碼完成焊槍位移的路徑軌跡。
[0008]

【具體實(shí)施方式】
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。
[0009]參見圖1，示出了本發(fā)明提供的一種MIG快速成形的系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，包括主控制器101、三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)102、MIG焊接裝置103、基板溫度控制裝置104 ；
其中所訴主控制器101，用于根據(jù)成形零件的三維圖紙進(jìn)行切片及數(shù)據(jù)處理，生成焊接成形的路徑代碼，以及生成控制MIG焊機(jī)的工作模式控制信號；
主控制器101中包含有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design CAD)軟件(如PRO/E、UG等)、分層切片軟件和生成焊接路徑的軟件；
主控制器101首先使用CAD軟件對目標(biāo)實(shí)體零件進(jìn)行建模，然后使用分層切片軟件講實(shí)體零件的三維立體模型進(jìn)行分層切片處理，最后將每一個(gè)切片的二維平面，利用MIG焊道進(jìn)行填充，最終生成三軸運(yùn)動(dòng)裝置103所能執(zhí)行的路徑代碼。與路徑代碼相對應(yīng)的，還用控制MIG焊接裝置的102工作模式的控制信號。
[0010]所述MIG焊接裝置102用于依據(jù)所述控制信號啟動(dòng)有所述控制信號對應(yīng)的工作模式，并輸出與所述工作模式對應(yīng)的工作電壓、工作電流和工作頻率等參數(shù)。由于各種目的成形零件的材質(zhì)、厚度等條件不同，因此成形的工藝參數(shù)也不相同，因此當(dāng)對于某一種目標(biāo)成形零件進(jìn)行焊接快速成形時(shí)，需要MIG焊機(jī)啟動(dòng)某一種相應(yīng)的工作模式下的工作參數(shù)，該工作參數(shù)能夠使焊槍1023產(chǎn)生合適的電弧能量，使成形零件獲得最佳的成形質(zhì)量。
[0011]參見圖2，MIG焊機(jī)1021根據(jù)主控制器101產(chǎn)生的控制信號所對應(yīng)的工作參數(shù)，其中工作電壓直接輸送至焊槍1022，工作電流和工作頻率是MIG焊機(jī)通過控制送絲機(jī)1023的送絲速度實(shí)現(xiàn)的
其中，所述的基板溫度控制裝置104，用于在成形過程中對已堆積成形的零件部分的溫度進(jìn)行控制，防止零件已成型部分過冷或過熱，從而實(shí)現(xiàn)焊接工藝的穩(wěn)定?；鍦囟瓤刂蒲b置104對基板的的溫度進(jìn)行測量，并將測量的的溫度值與預(yù)設(shè)的溫度進(jìn)行分析得到反饋信號，并依據(jù)反饋信號調(diào)節(jié)基板的溫度。
[0012]參見圖3，示出本發(fā)明的一種MIG快速成形系統(tǒng)實(shí)施例中的基板溫度控制裝置104的示意圖，所述基板溫度控制裝置104包括:測溫裝置1041和調(diào)溫裝置1042，；
其中，所述測溫裝置1041用于對基板溫度進(jìn)行測量；
焊接快速成形的過程中是將焊絲作為電極與基板之間產(chǎn)生電弧，使焊絲熔化并不斷送入熔池中堆積的過程，隨著電弧熱量的不斷輸入，堆積的層厚不斷增加，熱量不斷積累，從而導(dǎo)致基板溫度不斷升高。對于某些成形材料基板溫度過低，導(dǎo)致成形零件的內(nèi)應(yīng)力過大，造成成形零件的變形后開裂；基板溫度過高，導(dǎo)致焊接成形時(shí)熔池過大，使成型零件的表面精度變差，甚至導(dǎo)致在焊接成形時(shí)成形件的邊緣的熔池流淌，致使快速成形失敗。因此需要對基板的溫度進(jìn)行控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需使用的附圖作簡單介紹:
圖1是本發(fā)明提供的一種MIG焊接快速成形的系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的一種MIG焊接快速成形的系統(tǒng)實(shí)施例1中MIG焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明提供的一種MIG焊接快速成形的系統(tǒng)實(shí)施例1中的基板溫度控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【權(quán)利要求】
1.一種MIG焊接快速成形的系統(tǒng)，其特征在于，包括:主控制器、三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、MIG焊接裝置、基板溫度控制裝置； 所訴主控制器，用于根據(jù)成形零件的三維圖紙進(jìn)行切片及數(shù)據(jù)處理，生成焊接成形的路徑代碼，以及生成控制MIG焊機(jī)的工作模式控制信號； 所訴MIG焊接裝置，用2于依據(jù)所述控制信號啟動(dòng)與所述控制信號對應(yīng)的工作模式，并輸出與所述工作模式對應(yīng)的工作電壓和工作電流，并控制送絲機(jī)和焊槍等按照預(yù)設(shè)的工作方式進(jìn)行工作； 所訴三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于依據(jù)主控所述主控制器生成的焊接成型路徑代碼，在基板的表面所述成形路徑堆積成形，并逐漸堆積形成目標(biāo)零件； 所述基板溫度控制裝置，用于在成形過程中對已堆積成形的零件部分的溫度進(jìn)行控制，防止零件已成型部分過冷或過熱，從而實(shí)現(xiàn)焊接工藝的穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 測溫儀，用于對所述的成型零件的溫度進(jìn)行測量； 調(diào)溫裝置，用于將所述測溫儀測得的溫度與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較，并依據(jù)比較結(jié)果對所述基板溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的MIG焊接裝置包括: 焊槍，用于依據(jù)所述MIG電源的工作電壓、工作電流等，使所述焊絲與所述基板產(chǎn)生電弧，并使焊絲熔化，逐層堆積至所述基板上 MIG焊機(jī)，用于為所述焊槍提供成形零件時(shí)所需的電壓、電流、頻率等參數(shù)，并控制送絲機(jī)和焊槍等按照預(yù)設(shè)的工作方式進(jìn)行工作； 送絲機(jī)，用于依據(jù)所述預(yù)設(shè)的送絲速度對所述焊槍傳輸焊絲； 水冷裝置，用于對所述焊槍進(jìn)行冷卻降溫。
4.根據(jù)權(quán)利I要求所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括: 運(yùn)動(dòng)控制器，用于依據(jù)主控制器的焊接成形路徑代碼完成焊槍位移的路徑軌跡。
【文檔編號】B23K9/133GK104289797SQ201410409824
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】王紅 申請人:青島尤尼科技有限公司