CN109351967A - 一种增减材激光加工机床及其使用方法 - Google Patents

一种增减材激光加工机床及其使用方法 Download PDF

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曹毅
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Abstract

本发明公开了一种增减材激光加工机床，包括机床底座，所述机床底座顶面的左右两侧平行设有两个Y轴滚珠直线导轨副，两个所述Y轴滚珠直线导轨副上活动设有Y轴移动平台。本发明还公开了一种增减材激光加工机床的使用方法，通过Z轴方向第一升降伺服电机和第二升降伺服电机运转带动切削加工头和激光熔覆头，调整切削加工头和激光熔覆头加工高度，协调运转保证机床在工作区域内的打印。机床底座上第一伺服电机运转带动Y轴移动平台上旋转圆形工作台在Y轴方向运动调整打印位置；旋转伺服电机运转带动旋转圆形工作台旋转角度，调整打印方向；机床底座X轴方向安装有燕尾槽导轨，导轨上安装有机床锁紧装置可以锁紧轴类工件。

Description

一种增减材激光加工机床及其使用方法
技术领域
本发明涉及增减材制造技术领域，具体为一种增减材激光加工机床及其使用方法。
背景技术
增材制造技术(又称3D打印技术)是一种三维实体快速自由成形制造新技术，它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势，目前，激光增材制造技术所应用的材料已涵盖钛合金、高温合金、铁基合金、铝合金、难熔合金、非晶合金、陶瓷以及梯度材料等，在航空航天领域中高性能复杂构件和生物制造领域中多孔复杂结构制造具有显著优势。
目前国内的增减材制造技术还在发展阶段，其加工零件大多比较简单，难以加工结构复杂或者薄壁零件，为此我们提出一种增减材激光加工机床及其使用方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增减材激光加工机床及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增减材激光加工机床，包括机床底座，所述机床底座顶面的左右两侧平行设有两个Y轴滚珠直线导轨副，两个所述Y轴滚珠直线导轨副上活动设有Y轴移动平台，该Y轴移动平台的中部通过螺纹结构贯穿设有Y轴滚珠丝杆副，所述Y轴滚珠丝杆副的前后两端活动固定在机床底座上，且Y轴滚珠丝杆副的后端固定连接第一伺服电机的转轴，位于两个Y轴滚珠直线导轨副外侧的机床底座上纵向平行设有两个燕尾槽导轨，所述燕尾槽导轨上活动设有机床锁紧装置，该机床锁紧装置包括机床顶针和三爪卡盘，所述机床顶针活动安装在左侧的燕尾槽导轨，所述三爪卡盘安装在右侧的燕尾槽导轨上，且三爪卡盘的驱动盘上连接有第二伺服电机的驱动端；
所述机床底座顶面的后端固定设有龙门架，该龙门架上的前侧面上横向平行设有两个X轴滚珠直线导轨副，两个所述X轴滚珠直线导轨副上活动安装有X轴移动平台，位于两个X轴滚珠直线导轨副之间的X轴移动平台上通过螺纹结构活动贯穿设有X轴滚珠丝杆副，所述X轴滚珠丝杆副的左右两端活动安装在X轴移动平台上，且右端的X轴滚珠丝杆副上固定设有同步轮，所述同步轮通过齿轮结构啮合连接第三伺服电机的驱动端；
所述X轴移动平台的前侧面的左右两侧分别上固定设有第一Z轴滚珠直线导轨副和第二Z轴滚珠直线导轨副，所述第一Z轴滚珠直线导轨副和第二Z轴滚珠直线导轨副上分别安装有第一Z轴升降平台和第二Z轴升降平台，所述第一Z轴升降平台和第二Z轴升降平台的顶端分别安装有第一升降伺服电机和第二升降伺服电机，该第一Z轴升降平台和第二Z轴升降平台的后侧面上分别安装有第一Z轴滚珠丝杆副和第二Z轴滚珠丝杆副，所述第一Z轴升降平台的底端安装有切削加工头，所述第二Z轴滚珠丝杆副的底端安装有激光熔覆头，送粉器将金属粉送到激光熔覆头内，所述激光熔覆头的外侧套有水冷散热装置，所述切削加工头由第一升降伺服电机配合第一Z轴滚珠丝杆副进行传动，所述激光熔覆头由第二升降伺服电机配合第二Z轴滚珠丝杆副传动，所述第一Z轴升降平台和第二Z轴升降平台的前侧面的上端分别安装有第一角度控制电机和第二角度控制电机，且分别对应第一角度控制电机和第二角度控制电机的第一Z轴升降平台和第二Z轴升降平台后侧面上安装有第一角度控制同步轮和第二角度控制同步轮。
作为本发明的一种改进，所述Y轴移动平台包括旋转圆形工作台、旋转伺服电机、机床顶针、三爪卡盘和第二伺服电机，所述Y轴移动平台安装在Y轴滚珠直线导轨副上，所述Y轴滚珠直线导轨副安装在机床底座上，所述Y轴移动平台由Y轴滚丝丝杆副和第一伺服电机驱动，所述Y轴滚珠丝杆副和第一伺服电机安装在机床底座上，所述Y轴移动平台上安装旋转圆形工作台，方式为蜗轮蜗杆传动。
作为本发明的一种改进，所述Y轴滚珠直线导轨副有两个，该Y轴滚珠直线导轨副平行于机床Y轴安装于机床底座上，且对称居中分布，所述Y轴滚珠丝杆副和第一伺服电机平行于机床Y轴居中安装在机床底座上，所述燕尾槽导轨平行安装于机床底座上的两侧。
作为本发明的一种改进，所述X轴移动平台包括X轴滚珠直线导轨副、X轴滚珠丝杆副、同步轮和第三伺服电机，所述X轴滚珠直线导轨副安装于龙门架X轴方向上，所述同步轮和第三伺服电机安装于龙门架前侧面的Y轴方向。
作为本发明的一种改进，所述X轴滚珠直线导轨副有两个，该X轴滚珠直线导轨副平行机床X轴安装在龙门前端处，X轴滚珠丝杆副居中平行安装在龙门架前端处，同步轮和第三伺服电机安装在龙门架侧边。
作为本发明的一种改进，所述第一Z轴升降平台包括第一升降伺服电机、第一角度控制电机、切削加工头、第一角度控制同步轮、第一Z轴滚珠丝杆副和第一Z轴滚珠直线导轨副，第一Z轴滚珠直线导轨副安装在X轴移动平台上，所述第一Z轴升降平台安装在第一Z轴滚珠直线导轨副上，所述第一升降伺服电机安装在第一Z轴升降平台底部，所述第一Z轴滚珠直线导轨副安装在第一Z轴升降平台的后侧面，所述第一角度控制同步轮安装在第一Z轴升降平台的前端面，所述第一角度控制电机的后端面安装有第一角度控制同步轮；所述第二Z轴升降平台包括第二升降伺服电机、第二角度控制电机、激光熔覆头、第二角度控制同步轮、第二Z轴滚珠丝杆副和第二Z轴滚珠直线导轨副，所述第二Z轴滚珠直线导轨副安装在X轴移动平台上，第二Z轴升降平台安装在第二Z轴滚珠直线导轨副上，所述第二升降伺服电机安装在第二Z轴升降平台底部，所述第二Z轴滚珠直线导轨副安装在第二Z轴升降平台的后侧面，所述第二角度控制电机安装在第二Z轴升降平台的前端面，所述第二角度控制电机的后端面安装有第二角度控制同步轮。
作为本发明的一种改进，第一Z轴升降平台和第二Z轴升降平台分别由第一升降伺服电机和第二升降伺服电机配合第一Z轴滚珠丝杆副和第二Z轴滚珠丝杆副驱动，由所述第一Z轴滚珠直线导轨副和第二Z轴滚珠直线导轨副控制方向和精度，所述切削加工头和激光熔覆头由第一角度控制电机和第二角度控制电机配合所述第一角度控制同步轮和第二角度控制同步轮驱动。
作为本发明的一种改进，所述水冷散热装置包括水冷腔、进水管和出水管，所述水冷腔密封位于激光器的外侧，所述进水管贯通位于水冷腔的底端，所述出水管位于水冷腔的上端。
一种增减材激光加工机床的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：导入模型，将金属零件CAD模型导入机床控制系统内，根据模型切片轮廓信息生成增材制造组件与减材制造组件的加工轨迹；
步骤二：装粉，在送粉装置内填充金属粉末，并调试装置；
步骤三：打印，通过送粉管将金属粉末输送到激光熔覆头内，通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来，该机床采用激光束作为热源，送粉管随激光熔覆头的移动而移动，保证出粉口在激光聚焦点持续供应金属粉末；
步骤四：移动，底座Y轴第一伺服电机运转带动底座Y轴移动平台，实现Y轴移动平台上圆形工作平台在Y轴方向运动调整打印位置；旋转伺服电机运转带动旋转圆形工作台旋转角度，调整打印方向；底座X轴方向安装有燕尾槽导轨，导轨上安装有机床锁紧装置可以锁紧轴类工件，其中包含顶针、三爪卡盘和第二伺服电机；龙门架上通过第三伺服电机运转带动X轴移动平台在X轴方向运动，调整切削加工头和激光熔覆头加工位置；Z轴方向第一升降伺服电机和第二升降伺服电机运转带动切削加工头和激光熔覆头，调整切削加工头和激光熔覆头加工高度，协调运转保证机床在工作区域内的打印；
步骤五：水冷，在激光熔覆头的长时间工作时，通过进水管向水冷腔内注入水，并在出口管处排出，防止因热量过高导致打印机构以及载重机构变形，影响精度；
步骤六：重复步骤三和步骤四，完成既定的轨迹打印，加工完成。
作为本发明的一种改进，步骤三中打印的沉积速度为8.19cm3/h,尺寸精度为50-400μm，热源功率为800-1200kw。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过送粉管将金属粉末输送到激光器内，通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来，该机床采用激光束作为热源，送粉管随激光器的移动而移动，保证出粉口在激光聚焦点持续供应金属粉末，其中打印的沉积速度为8.19cm3/h,尺寸精度为200μm，热源功率为1000kw，保证打印零件的精确度；
2、机床底座上第一伺服电机运转带动Y轴移动平台上旋转圆形工作台在Y轴方向运动调整打印位置；旋转伺服电机运转带动旋转圆形工作台旋转角度，调整打印方向；机床底座X轴方向安装有燕尾槽导轨，导轨上安装有机床锁紧装置可以锁紧轴类工件，其中包含机床顶针和三爪卡盘；两个Z轴升降伺服电机运转带动切削加工头和激光熔覆头，调整切削加工头和激光熔覆头加工高度，协调运转保证机床在工作区域内的打印；
3、通过水冷散热装置可防止因热量过高导致打印机构以及载重机构变形，影响精度。
附图说明
图1为本发明的一种立体结构示意图；
图2为本发明的另一种立体结构示意图；
图3为本发明中Z轴升降平台的一种立体结构示意图；
图4为本发明中Z轴升降平台的另一种立体结构示意图；
图5为本发明中水冷散热装置结构示意图。
图中：1机床底座、2Y轴滚珠直线导轨副、3Y轴移动平台、4Y轴滚珠丝杆副、5第一伺服电机、6旋转圆形工作台、7旋转伺服电机、8燕尾槽导轨、9机床顶针、10三爪卡盘、11第二伺服电机、12X轴滚珠直线导轨副、13X轴滚珠丝杆副、14同步轮、15第三伺服电机、16X轴移动平台、17第二升降伺服电机、18第一升降伺服电机、19第一角度控制电机、20第二角度控制电机、21第一Z轴升降平台、22第二Z轴升降平台、23激光熔覆头、24切削加工头、25第一Z轴滚珠直线导轨副、26第二Z轴滚珠直线导轨副、27第一角度控制同步轮、28第二角度控制同步轮、29第一Z轴滚珠丝杆副、30第二Z轴滚珠丝杆副、31水冷散热装置、311水冷腔、312进水管、313出水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种增减材激光加工机床及其使用方法，包括机床底座1，机床底座1顶面的左右两侧平行设有两个Y轴滚珠直线导轨副2，两个Y轴滚珠直线导轨副2上活动设有Y轴移动平台3，该Y轴移动平台3的中部通过螺纹结构贯穿设有Y轴滚珠丝杆副4，Y轴滚珠丝杆副4的前后两端活动固定在机床底座1上，且Y轴滚珠丝杆副4的后端固定连接第一伺服电机5的转轴，位于两个Y轴滚珠直线导轨副2外侧的机床底座1上纵向平行设有两个燕尾槽导轨8，燕尾槽导轨8上活动设有机床锁紧装置，该机床锁紧装置包括机床顶针9和三爪卡盘10，机床顶针9活动安装在左侧的燕尾槽导轨8，三爪卡盘10安装在右侧的燕尾槽导轨8上，且三爪卡盘10的驱动盘上连接有第二伺服电机11的驱动端；
机床底座1顶面的后端固定设有龙门架，该龙门架上的前侧面上横向平行设有两个X轴滚珠直线导轨副12，两个X轴滚珠直线导轨副12上活动安装有X轴移动平台16，位于两个X轴滚珠直线导轨副12之间的X轴移动平台16上通过螺纹结构活动贯穿设有X轴滚珠丝杆副13，X轴滚珠丝杆副13的左右两端活动安装在X轴移动平台16上，且右端的X轴滚珠丝杆副13上固定设有同步轮14，同步轮14通过齿轮结构啮合连接第三伺服电机15的驱动端；
X轴移动平台16的前侧面的左右两侧分别上固定设有第一Z轴滚珠直线导轨副25和第二Z轴滚珠直线导轨副26，第一Z轴滚珠直线导轨副25和第二Z轴滚珠直线导轨副26上分别安装有第一Z轴升降平台21和第二Z轴升降平台22，第一Z轴升降平台21和第二Z轴升降平台22的顶端分别安装有第一升降伺服电机18和第二升降伺服电机17，该第一Z轴升降平台21和第二Z轴升降平台22的后侧面上分别安装有第一Z轴滚珠丝杆副29和第二Z轴滚珠丝杆副30，第一Z轴升降平台21的底端安装有切削加工头24，第二Z轴滚珠丝杆副30的底端安装有激光熔覆头23，送粉器将金属粉送到激光熔覆头23内，激光熔覆头23的外侧套有水冷散热装置31，切削加工头24由第一升降伺服电机18配合第一Z轴滚珠丝杆副29进行传动，激光熔覆头23由第二升降伺服电机17配合第二Z轴滚珠丝杆副30传动，第一Z轴升降平台21和第二Z轴升降平台22的前侧面的上端分别安装有第一角度控制电机19和第二角度控制电机20，且分别对应第一角度控制电机19和第二角度控制电机20的第一Z轴升降平台21和第二Z轴升降平台22后侧面上安装有第一角度控制同步轮27和第二角度控制同步轮28。
Y轴移动平台3包括旋转圆形工作台6、旋转伺服电机7、机床顶针9、三爪卡盘10和第二伺服电机11，Y轴移动平台3安装在Y轴滚珠直线导轨副2上，Y轴滚珠直线导轨副2安装在机床底座1上，Y轴移动平台3由Y轴滚丝丝杆副4和第一伺服电机5驱动，Y轴滚珠丝杆副4和第一伺服电机5安装在机床底座1上，Y轴移动平台3上安装旋转圆形工作台6，方式为蜗轮蜗杆传动。
Y轴滚珠直线导轨副2有两个，该Y轴滚珠直线导轨副2平行于机床Y轴安装于机床底座1上，且对称居中分布，Y轴滚珠丝杆副4和第一伺服电机5平行于机床Y轴居中安装在机床底座1上，燕尾槽导轨8平行安装于机床底座1上的两侧。
X轴移动平台16包括X轴滚珠直线导轨副12、X轴滚珠丝杆副13、同步轮14和第三伺服电机15，X轴滚珠直线导轨副12安装于龙门架X轴方向上，同步轮14和第三伺服电机15安装于龙门架前侧面的Y轴方向。
X轴滚珠直线导轨副12有两个，该X轴滚珠直线导轨副12平行机床X轴安装在龙门前端处，X轴滚珠丝杆副13居中平行安装在龙门架前端处，同步轮14和第三伺服电机15安装在龙门架侧边。
第一Z轴升降平台21包括第一升降伺服电机18、第一角度控制电机19、切削加工头24、第一角度控制同步轮27、第一Z轴滚珠丝杆副29和第一Z轴滚珠直线导轨副25，第一Z轴滚珠直线导轨副25安装在X轴移动平台16上，第一Z轴升降平台21安装在第一Z轴滚珠直线导轨副25上，第一升降伺服电机18安装在第一Z轴升降平台21底部，第一Z轴滚珠直线导轨副25安装在第一Z轴升降平台21的后侧面，第一角度控制同步轮27安装在第一Z轴升降平台21的前端面，第一角度控制电机19的后端面安装有第一角度控制同步轮27；第二Z轴升降平台22包括第二升降伺服电机17、第二角度控制电机20、激光熔覆头23、第二角度控制同步轮28、第二Z轴滚珠丝杆副30和第二Z轴滚珠直线导轨副26，第二Z轴滚珠直线导轨副26安装在X轴移动平台16上，第二Z轴升降平台22安装在第二Z轴滚珠直线导轨副26上，第二升降伺服电机17安装在第二Z轴升降平台22底部，第二Z轴滚珠直线导轨副26安装在第二Z轴升降平台22的后侧面，第二角度控制电机20安装在第二Z轴升降平台22的前端面，第二角度控制电机20的后端面安装有第二角度控制同步轮28。
第一Z轴升降平台21和第二Z轴升降平台22分别由第一升降伺服电机18和第二升降伺服电机17配合第一Z轴滚珠丝杆副29和第二Z轴滚珠丝杆副30驱动，由第一Z轴滚珠直线导轨副25和第二Z轴滚珠直线导轨副26控制方向和精度，切削加工头24和激光熔覆头23由第一角度控制电机19和第二角度控制电机20配合第一角度控制同步轮27和第二角度控制同步轮28驱动。
水冷散热装置31包括水冷腔311、进水管312和出水管313，水冷腔311密封位于激光器32的外侧，进水管312贯通位于水冷腔311的底端，出水管313位于水冷腔311的上端。
一种增减材激光加工机床的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：导入模型，将金属零件CAD模型导入机床控制系统内，根据模型切片轮廓信息生成增材制造组件与减材制造组件的加工轨迹；
步骤二：装粉，在送粉装置内填充金属粉末，并调试装置；
步骤三：打印，通过送粉管将金属粉末输送到激光熔覆头23内，通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来，该机床采用激光束作为热源，送粉管随激光熔覆头23的移动而移动，保证出粉口在激光聚焦点持续供应金属粉末；
步骤四：移动，底座Y轴第一伺服电机5运转带动底座Y轴移动平台3，实现Y轴移动平台3上圆形工作平台在Y轴方向运动调整打印位置；旋转伺服电机7运转带动旋转圆形工作台6旋转角度，调整打印方向；底座X轴方向安装有燕尾槽导轨8，导轨上安装有机床锁紧装置可以锁紧轴类工件，其中包含顶针9、三爪卡盘10和第二伺服电机11；龙门架上通过第三伺服电机15运转带动X轴移动平台16在X轴方向运动，调整切削加工头24和激光熔覆头23加工位置；Z轴方向第一升降伺服电机18和第二升降伺服电机17运转带动切削加工头24和激光熔覆头23，调整切削加工头24和激光熔覆头23加工高度，协调运转保证机床在工作区域内的打印；
步骤五：水冷，在激光熔覆头23的长时间工作时，通过进水管向水冷腔内注入水，并在出口管处排出，防止因热量过高导致打印机构以及载重机构变形，影响精度；
步骤六：重复步骤三和步骤四，完成既定的轨迹打印，加工完成。
步骤三中打印的沉积速度为8.19cm3/h,尺寸精度为50-400μm，热源功率为800-1200kw。
下面对本发明的工作原理作简要说明：
本发明中机床底座1上设有Y轴滚珠直线导轨副2，Y轴滚珠直线导轨副2上接Y轴移动平台3，Y轴移动平台3由Y轴滚珠丝杆副4配合第一伺服电机5驱动在Y轴方向运动，Y轴移动平台3上固定设有圆形旋转工作台6，圆形旋转工作台6由旋转伺服电机7驱动旋转，机床底座1的Y轴方向两侧安装有燕尾槽导轨8，燕尾槽导轨8上设有机床锁紧装置，包含机床顶针9和三爪卡盘10，其中三爪卡盘10由第二伺服电机11驱动锁紧工件，龙门架X轴方向设有X轴滚珠直线导轨副12，X轴滚珠直线导轨副12上安装X轴移动平台16,X轴移动平台16上安装两个Z轴滚珠直线导轨副，两个Z轴滚珠直线导轨副上分别安装Z轴升降平台，两个Z轴升降平台顶部安装升降伺服电机，该两个Z轴升降平台背部安装滚珠丝杆副，且该两个Z轴升降平台底部安装激光熔覆头和切削加工头，通过送粉器通过送粉管将金属粉送到激光熔覆头内，激光器的外侧套有水冷散热装置，且激光器内固定连通送粉管。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种增减材激光加工机床，包括机床底座(1)，其特征在于：所述机床底座(1)顶面的左右两侧平行设有两个Y轴滚珠直线导轨副(2)，两个所述Y轴滚珠直线导轨副(2)上活动设有Y轴移动平台(3)，该Y轴移动平台(3)的中部通过螺纹结构贯穿设有Y轴滚珠丝杆副(4)，所述Y轴滚珠丝杆副(4)的前后两端活动固定在机床底座(1)上，且Y轴滚珠丝杆副(4)的后端固定连接第一伺服电机(5)的转轴，位于两个Y轴滚珠直线导轨副(2)外侧的机床底座(1)上纵向平行设有两个燕尾槽导轨(8)，所述燕尾槽导轨(8)上活动设有机床锁紧装置，该机床锁紧装置包括机床顶针(9)和三爪卡盘(10)，所述机床顶针(9)活动安装在左侧的燕尾槽导轨(8)，所述三爪卡盘(10)安装在右侧的燕尾槽导轨(8)上，且三爪卡盘(10)的驱动盘上连接有第二伺服电机(11)的驱动端；
所述机床底座(1)顶面的后端固定设有龙门架，该龙门架上的前侧面上横向平行设有两个X轴滚珠直线导轨副(12)，两个所述X轴滚珠直线导轨副(12)上活动安装有X轴移动平台(16)，位于两个X轴滚珠直线导轨副(12)之间的X轴移动平台(16)上通过螺纹结构活动贯穿设有X轴滚珠丝杆副(13)，所述X轴滚珠丝杆副(13)的左右两端活动安装在X轴移动平台(16)上，且右端的X轴滚珠丝杆副(13)上固定设有同步轮(14)，所述同步轮(14)通过齿轮结构啮合连接第三伺服电机(15)的驱动端；
所述X轴移动平台(16)的前侧面的左右两侧分别上固定设有第一Z轴滚珠直线导轨副(25)和第二Z轴滚珠直线导轨副(26)，所述第一Z轴滚珠直线导轨副(25)和第二Z轴滚珠直线导轨副(26)上分别安装有第一Z轴升降平台(21)和第二Z轴升降平台(22)，所述第一Z轴升降平台(21)和第二Z轴升降平台(22)的顶端分别安装有第一升降伺服电机(18)和第二升降伺服电机(17)，该第一Z轴升降平台(21)和第二Z轴升降平台(22)的后侧面上分别安装有第一Z轴滚珠丝杆副(29)和第二Z轴滚珠丝杆副(30)，所述第一Z轴升降平台(21)的底端安装有切削加工头(24)，所述第二Z轴滚珠丝杆副(30)的底端安装有激光熔覆头(23)，送粉器将金属粉送到激光熔覆头(23)内，所述激光熔覆头(23)的外侧套有水冷散热装置(31)，所述切削加工头(24)由第一升降伺服电机(18)配合第一Z轴滚珠丝杆副(29)进行传动，所述激光熔覆头(23)由第二升降伺服电机(17)配合第二Z轴滚珠丝杆副(30)传动，所述第一Z轴升降平台(21)和第二Z轴升降平台(22)的前侧面的上端分别安装有第一角度控制电机(19)和第二角度控制电机(20)，且分别对应第一角度控制电机(19)和第二角度控制电机(20)的第一Z轴升降平台(21)和第二Z轴升降平台(22)后侧面上安装有第一角度控制同步轮(27)和第二角度控制同步轮(28)。
2.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床，其特征在于：所述Y轴移动平台(3)包括旋转圆形工作台(6)、旋转伺服电机(7)、机床顶针(9)、三爪卡盘(10)和第二伺服电机(11)，所述Y轴移动平台(3)安装在Y轴滚珠直线导轨副(2)上，所述Y轴滚珠直线导轨副(2)安装在机床底座(1)上，所述Y轴移动平台(3)由Y轴滚丝丝杆副(4)和第一伺服电机(5)驱动，所述Y轴滚珠丝杆副(4)和第一伺服电机(5)安装在机床底座(1)上，所述Y轴移动平台(3)上安装旋转圆形工作台(6)，方式为蜗轮蜗杆传动。
3.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床，其特征在于：所述Y轴滚珠直线导轨副(2)有两个，该Y轴滚珠直线导轨副(2)平行于机床Y轴安装于机床底座(1)上，且对称居中分布，所述Y轴滚珠丝杆副(4)和第一伺服电机(5)平行于机床Y轴居中安装在机床底座(1)上，所述燕尾槽导轨(8)平行安装于机床底座(1)上的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床，其特征在于：所述X轴移动平台(16)包括X轴滚珠直线导轨副(12)、X轴滚珠丝杆副(13)、同步轮(14)和第三伺服电机(15)，所述X轴滚珠直线导轨副(12)安装于龙门架X轴方向上，所述同步轮(14)和第三伺服电机(15)安装于龙门架前侧面的Y轴方向。
5.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床，其特征在于：所述X轴滚珠直线导轨副(12)有两个，该X轴滚珠直线导轨副(12)平行机床X轴安装在龙门前端处，X轴滚珠丝杆副(13)居中平行安装在龙门架前端处，同步轮(14)和第三伺服电机(15)安装在龙门架侧边。
6.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床及其使用方法，其特征在于：所述第一Z轴升降平台(21)包括第一升降伺服电机(18)、第一角度控制电机(19)、切削加工头(24)、第一角度控制同步轮(27)、第一Z轴滚珠丝杆副(29)和第一Z轴滚珠直线导轨副(25)，第一Z轴滚珠直线导轨副(25)安装在X轴移动平台(16)上，所述第一Z轴升降平台(21)安装在第一Z轴滚珠直线导轨副(25)上，所述第一升降伺服电机(18)安装在第一Z轴升降平台(21)底部，所述第一Z轴滚珠直线导轨副(25)安装在第一Z轴升降平台(21)的后侧面，所述第一角度控制同步轮(27)安装在第一Z轴升降平台(21)的前端面，所述第一角度控制电机(19)的后端面安装有第一角度控制同步轮(27)；所述第二Z轴升降平台(22)包括第二升降伺服电机(17)、第二角度控制电机(20)、激光熔覆头(23)、第二角度控制同步轮(28)、第二Z轴滚珠丝杆副(30)和第二Z轴滚珠直线导轨副(26)，所述第二Z轴滚珠直线导轨副(26)安装在X轴移动平台(16)上，第二Z轴升降平台(22)安装在第二Z轴滚珠直线导轨副(26)上，所述第二升降伺服电机(17)安装在第二Z轴升降平台(22)底部，所述第二Z轴滚珠直线导轨副(26)安装在第二Z轴升降平台(22)的后侧面，所述第二角度控制电机(20)安装在第二Z轴升降平台(22)的前端面，所述第二角度控制电机(20)的后端面安装有第二角度控制同步轮(28)。
7.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床，其特征在于：第一Z轴升降平台(21)和第二Z轴升降平台(22)分别由第一升降伺服电机(18)和第二升降伺服电机(17)配合第一Z轴滚珠丝杆副(29)和第二Z轴滚珠丝杆副(30)驱动，由所述第一Z轴滚珠直线导轨副(25)和第二Z轴滚珠直线导轨副(26)控制方向和精度，所述切削加工头(24)和激光熔覆头(23)由第一角度控制电机(19)和第二角度控制电机(20)配合所述第一角度控制同步轮(27)和第二角度控制同步轮(28)驱动。
8.根据权利要求1所述的一种增减材激光加工机床，其特征在于：所述水冷散热装置(31)包括水冷腔(311)、进水管(312)和出水管(313)，所述水冷腔(311)密封位于激光器(32)的外侧，所述进水管(312)贯通位于水冷腔(311)的底端，所述出水管(313)位于水冷腔(311)的上端。
9.一种增减材激光加工机床的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：导入模型，将金属零件CAD模型导入机床控制系统内，根据模型切片轮廓信息生成增材制造组件与减材制造组件的加工轨迹；
步骤二：装粉，在送粉装置内填充金属粉末，并调试装置；
步骤三：打印，通过送粉管将金属粉末输送到激光熔覆头(23)内，通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来，该机床采用激光束作为热源，送粉管随激光熔覆头(23)的移动而移动，保证出粉口在激光聚焦点持续供应金属粉末；
步骤四：移动，底座Y轴第一伺服电机(5)运转带动底座Y轴移动平台(3)，实现Y轴移动平台(3)上圆形工作平台在Y轴方向运动调整打印位置；旋转伺服电机(7)运转带动旋转圆形工作台(6)旋转角度，调整打印方向；底座在X轴方向安装有燕尾槽导轨(8)，导轨上安装有机床锁紧装置可以锁紧轴类工件，其中包含顶针(9)、三爪卡盘(10)和第二伺服电机(11)；龙门架上通过第三伺服电机(15)运转带动X轴移动平台(16)在X轴方向运动，调整切削加工头(24)和激光熔覆头(23)加工位置；Z轴方向第一升降伺服电机(18)和第二升降伺服电机(17)运转带动切削加工头(24)和激光熔覆头(23)，调整切削加工头(24)和激光熔覆头(23)加工高度，协调运转保证机床在工作区域内的打印；
步骤五：水冷，在激光熔覆头(23)的长时间工作时，通过进水管向水冷腔内注入水，并在出口管处排出，防止因热量过高导致打印机构以及载重机构变形，影响精度；
步骤六：重复步骤三和步骤四，完成既定的轨迹打印，加工完成。
10.根据权利要求9所述的一种增减材激光加工机床的使用方法，其特征在于：步骤三中打印的沉积速度为8.19cm3/h,尺寸精度为50-400μm，热源功率为800-1200kw。
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