6、機(jī)器人手腕5、連接盤4、保護(hù)氣體供給管路102-4、與粉末料倉相連的粉末供給管路102-2，機(jī)座14上設(shè)有水平回轉(zhuǎn)盤，水平回轉(zhuǎn)盤上固定有臂關(guān)節(jié)12，水平回轉(zhuǎn)盤帶動臂關(guān)節(jié)12旋轉(zhuǎn)，大臂11 一端通過臂關(guān)節(jié)12與水平回轉(zhuǎn)盤活動鉸接，大臂11另一端通過肘關(guān)節(jié)9與小臂8—端活動鉸接，小臂8另一端通過腕關(guān)節(jié)6與機(jī)器人手腕5—端活動鉸接，機(jī)器人手腕5另一端與連接盤4固定，連接盤4與激光打印頭單元100連接，連接盤4帶動激光打印頭單元100旋轉(zhuǎn)，與光纖激光器和控制器及電源連線15、保護(hù)氣體供給管路102-4、粉末供給管路102-2通過固定環(huán)10固定在大臂11和小臂8上;保護(hù)氣體供給管路102-4、粉末供給管路102-2端部與激光打印頭單元100連接，分別為激光打印頭單元100供保護(hù)氣體及金屬粉末料。光纖激光器傳輸光纖及電纜7與激光打印頭單元100相連接。
[0034]見圖4，激光打印頭單元100包括外罩102-3、攝像頭109、激光整理腔104，攝像頭109設(shè)置在激光整理腔104外部，激光整理腔104包括擴(kuò)束系統(tǒng)104-2、動態(tài)聚焦系統(tǒng)104-3、聚光鏡102-5，激光整理腔104內(nèi)由上至下同軸依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)104-2、動態(tài)聚焦系統(tǒng)104-
3、聚光鏡102-5，聚光鏡102-5下方設(shè)置與聚光鏡102-5同軸的錐形外罩102-3，外罩102-3側(cè)壁內(nèi)連通有保護(hù)氣體供給管路102-4和粉末供給管路102-2。
[0035]見圖3，為減小激光打印頭單元100縱向高度，激光打印頭單元100還可以是如下結(jié)構(gòu):包括外罩102-3、攝像頭109、聚光鏡102-5、激光打印頭反射鏡102-1、激光整理腔104，攝像頭109設(shè)置在激光整理腔104外部，激光整理腔104包括由上至下同軸設(shè)置的擴(kuò)束系統(tǒng)104-2、動態(tài)聚焦系統(tǒng)104-3，激光整理腔反射鏡104-1;動態(tài)聚焦系統(tǒng)104-3底部設(shè)有激光整理腔反射鏡104-1;激光打印頭反射鏡102-1設(shè)置在聚光鏡102-5上方，聚光鏡102-5下方設(shè)置與聚光鏡102-5同軸的錐形外罩102-3，外罩102-3側(cè)壁內(nèi)連通有保護(hù)氣體供給管路102-4和粉末供給管路102-2。光纖激光束102-6通過激光打印頭反射鏡102-1、激光整理腔反射鏡104-1 二次反射改變路徑。
[0036]固定被加工件的部分結(jié)構(gòu)為:包括底板1、工作臺2、被打印件支座3，工作臺2固定在底板I上，被打印件支座3固定在工作臺2上。底板I還可以固定在多軸數(shù)控加工中心上，實現(xiàn)被加工件的多軸旋轉(zhuǎn)。
[0037]機(jī)座14通過移動裝置移動，實現(xiàn)機(jī)械臂的整體移動，以進(jìn)一步增大加工面積。
[0038]本機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)還設(shè)有控制單元，控制單元包括視覺檢測定位單元、光纖激光器智能控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元、GPRS/LTE無線物聯(lián)網(wǎng)單元，光纖激光器智能控制系統(tǒng)與視覺檢測定位單元、圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元、GPRS/LTE無線物聯(lián)網(wǎng)單元相連接，攝像頭109將圖像信息發(fā)送到圖像采集系統(tǒng)中，圖像采集系統(tǒng)將圖像信息分別發(fā)送到光纖激光器智能控制系統(tǒng)、視覺檢測定位單元、激光測距單元，激光測距單元用以跟蹤激光焦距，并與光纖激光器智能控制系統(tǒng)相通訊;光纖激光器智能控制系統(tǒng)發(fā)出指令信號給粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元，由粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元控制輸出的粉末供給以及保護(hù)氣體供給;視覺檢測定位單元用以檢測激光打印頭單元100與被加工件的位置。
[0039]機(jī)器人激光3D打印方法，包括以下步驟:
[0040]I)機(jī)械臂開啟后進(jìn)行初始化后運(yùn)行，檢測系統(tǒng)運(yùn)行正常時，由激光控制器檢測激光功率是否滿足工作需要，滿足后通過控制單元使機(jī)械臂到達(dá)打印點(diǎn)位；
[0041]2)起動視覺檢測定位單元，測出打印的平面位置，通過激光測距單元測出激光焦距，計算偏移量，機(jī)械臂移至打印位置，由視覺檢測定位單元校驗打印位置，然后激光打印頭單元100開始打印，同時供給金屬粉末和保護(hù)氣體；
[0042]3)打印結(jié)束后，由視覺檢測定位單元檢測打印效果，傳輸效果圖像到計算機(jī)控制系統(tǒng)，機(jī)械臂返回等待點(diǎn)，移走被加工件；
[0043]4)若完成任務(wù)則記錄系統(tǒng)工作;若重復(fù)打印則啟動激光打印頭單元100打印，同時供給金屬粉末和保護(hù)氣體，直至重復(fù)打印結(jié)束;若打印不同工件則報警由計算機(jī)控制系統(tǒng)控制，重新確認(rèn)是否打印。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)，利用機(jī)械臂帶動激光打印頭單元進(jìn)行3D打印，其特征在于，所述的機(jī)械臂包括機(jī)座、水平回轉(zhuǎn)盤、臂關(guān)節(jié)、大臂、肘關(guān)節(jié)、小臂、腕關(guān)節(jié)、機(jī)器人手腕、連接盤、保護(hù)氣體供給管路、與粉末料倉相連的粉末供給管路，機(jī)座上設(shè)有水平回轉(zhuǎn)盤，水平回轉(zhuǎn)盤上固定有臂關(guān)節(jié)，水平回轉(zhuǎn)盤帶動臂關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，大臂一端通過臂關(guān)節(jié)與水平回轉(zhuǎn)盤活動鉸接，大臂另一端通過肘關(guān)節(jié)與小臂一端活動鉸接，小臂另一端通過腕關(guān)節(jié)與機(jī)器人手腕一端活動鉸接，機(jī)器人手腕另一端與連接盤固定，連接盤與激光打印頭單元連接，連接盤帶動激光打印頭單元旋轉(zhuǎn)，保護(hù)氣體供給管路、粉末供給管路通過固定環(huán)固定在大臂和小臂上;保護(hù)氣體供給管路、粉末供給管路端部與激光打印頭單元連接，分別為激光打印頭單元供保護(hù)氣體及金屬粉末料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)，其特征在于，所述的激光打印頭單元包括外罩、攝像頭、激光整理腔，攝像頭設(shè)置在激光整理腔外部，激光整理腔包括擴(kuò)束系統(tǒng)、動態(tài)聚焦系統(tǒng)、聚光鏡，激光整理腔內(nèi)由上至下同軸依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、動態(tài)聚焦系統(tǒng)、聚光鏡，聚光鏡下方設(shè)置與聚光鏡同軸的錐形外罩，外罩側(cè)壁內(nèi)連通有保護(hù)氣體供給管路和粉末供給管路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)，其特征在于，所述的激光打印頭單元還包括激光打印頭反射鏡、激光整理腔反射鏡，所述的動態(tài)聚焦系統(tǒng)底部設(shè)有激光整理腔反射鏡，激光打印頭反射鏡設(shè)置在聚光鏡上方，激光束通過激光打印頭反射鏡、激光整理腔反射鏡二次反射改變路徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)，其特征在于，還包括底板、工作臺、被打印件支座，工作臺固定在底板上，被打印件支座固定在工作臺上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制單元，控制單元包括視覺檢測定位單元、光纖激光器智能控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元、GPRS/LTE無線物聯(lián)網(wǎng)單元，光纖激光器智能控制系統(tǒng)與視覺檢測定位單元、圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元、GPRS/LTE無線物聯(lián)網(wǎng)單元相連接，攝像頭將圖像信息發(fā)送到圖像采集系統(tǒng)中，圖像采集系統(tǒng)將圖像信息分別發(fā)送到光纖激光器智能控制系統(tǒng)、視覺檢測定位單元、激光測距單元，激光測距單元用以跟蹤激光焦距，并與光纖激光器智能控制系統(tǒng)相通訊;光纖激光器智能控制系統(tǒng)發(fā)出指令信號給粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元，由粉末供給與保護(hù)氣體供給控制單元控制輸出的粉末供給以及保護(hù)氣體供給;視覺檢測定位單元用以檢測激光打印頭單元與被加工件的位置。
【專利摘要】本實用新型涉及一種機(jī)器人激光3D打印系統(tǒng)，利用機(jī)械臂帶動激光打印頭單元進(jìn)行3D打印，所述的機(jī)械臂包括機(jī)座、水平回轉(zhuǎn)盤、臂關(guān)節(jié)、大臂、肘關(guān)節(jié)、小臂、腕關(guān)節(jié)、機(jī)器人手腕、連接盤、保護(hù)氣體供給管路、與粉末料倉相連的粉末供給管路，連接盤與激光打印頭單元連接，連接盤帶動激光打印頭單元旋轉(zhuǎn)，保護(hù)氣體供給管路、粉末供給管路通過固定環(huán)固定在大臂和小臂上；保護(hù)氣體供給管路、粉末供給管路端部與激光打印頭單元連接。優(yōu)點(diǎn)是：能直接加工制造出任意形狀金屬零件，尤其是不銹鋼合金零件，大大提高了復(fù)雜形狀金屬零件尤其是不銹鋼合金零件的加工制造效率。采用的金屬粉末按零件形狀直接噴粉，剩余粉末少，且可回收再利用。
【IPC分類】B22F3/105, B33Y10/00, B33Y30/00
【公開號】CN205362676
【申請?zhí)枴緾N201620055856
【發(fā)明人】王春巖, 盧青
【申請人】鞍山德威亞激光科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月21日