CN111347161A

CN111347161A - 一种便携式增材制造系统

Info

Publication number: CN111347161A
Application number: CN201811561330.2A
Authority: CN
Inventors: 徐方; 董宇; 邹风山; 常俊超; 武桐; 邢银龙
Original assignee: Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Current assignee: Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-30

Abstract

本发明提供了一种便携式增材制造系统，包括执行机构、激光熔覆发生器总成和光纤管路，所述执行机构与所述激光熔覆发生器总成为两个独立的机构，所述执行机构与所述激光熔覆发生器总成之间通过光纤管路连接。本发明提供的便携式增材制造系统，拆卸、运输方便，集成度高、体积小。

Description

一种便携式增材制造系统

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种便携式增材制造系统。

背景技术

当一个大型的高成本设备，在某一局部由于各方面的原因导致损坏而无法使用时，如果重做一件则过于浪费，通常的办法是对受损部分进行修补。市场上很多修复设备都是类似数控机床等大型机构，而如大型汽轮机转子轴等大型装备在损坏后，拆卸返厂维修的运输成本很高。而且长时间的停工也会带来巨大的经济损失。同时如果工件相对较大，很多无法放入机床内部，则很难进行修复工作。

不过在大型工件或模具修复中，存在吊运不方便的问题，或者拆卸非常麻烦甚至客观情况导致无法拆卸的。这时候就需要我们将修复设备运送至现场进行作业。而普通修复设备例如数控机床，无法轻易运至工件现场。即使使用机器人技术，包括执行机构，体积同样相对较大，同时也不方便人工搬运。对于高处或远处受损部位的修复就有很大的实现困难，及时机器人本体也达上百公斤，同样对于部分情况存在困难。

如果采用人工手持工具进行修复，则不能保证加工的稳定性和精度。如果时间过长，连续高集中精力的工作，也容易产生疲劳。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种拆卸、运输方便，集成度高、体积小的便携式增材制造系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种便携式增材制造系统，包括执行机构、激光熔覆发生器总成和光纤管路，所述执行机构与所述激光熔覆发生器总成为两个独立的机构，所述执行机构与所述激光熔覆发生器总成之间通过光纤管路连接。

一些实施例中，所述执行机构包括基座、驱动电机、驱动机构、激光头安装架和加工激光头，所述驱动电机和驱动机构均安装在所述基座上，所述驱动机构可在所述驱动电机的带动下实现三个方向的移动；所述激光头安装架安装在所述驱动机构上，加工激光头安装在所述激光头安装架远离所述驱动机构的一端端部；所述加工激光头上设置有光纤管路连接部。

一些实施例中，所述驱动电机为伺服电机或步进电机，所述执行机构还包括用于人机交互的机器人示教器。

一些实施例中，述执行机构上设置有提手，所述基座的底部设置有至少三条支架腿。

一些实施例中，所述驱动机构包括可沿第一方向直线移动的第一直线单元、可沿第二方向直线移动的第二直线单元和可沿第三方向直线移动的第三直线单元，所述第一方向、第二方向和第三方向的任意两个不平行。

一些实施例中，所述第一方向、第二方向和第三方向分别为三维立体结构的X、Y、Z三个方向。

一些实施例中，所述驱动机构上设置有支架安装板，所述支架安装板能够在驱动电机的带动下实现三个方向的移动。

一些实施例中，所述驱动机构上设置有用于连接插头的插头安装板。

本发明的有益效果在于：执行机构与激光熔覆发生器总成是两个独立的机构，两者之间不是设备与设备之间的硬性连接，而是通过柔性的光纤管路进行连接。一方面柔性好，方便携带、组装；另一方面，光纤管路的长度可以根据需求自行设定，满足各种不同的使用环境需求。运输过程中，执行机构、激光熔覆发生器总成和光纤管路可以分开携带，到使用场地后再行组装；因此，拆卸、运输方便，集成度高、体积小便于携带。

附图说明

图1是本发明一个实施例中，便携式增材制造系统的系统组成示意图。

图2是本发明一个实施例中，执行机构的整体组成示意图。

图3是本发明一个实施例中，执行机构的驱动机构组成示意图。

附图标记：

执行机构10；基座11；驱动电机12；驱动机构13；第一直线单元131；第二直线单元132；第三直线单元133；支架安装板134；插头安装板135；激光头安装架14；加工激光头15；提手16；支架腿17；激光熔覆发生器总成20；光纤管路30；被修复工件40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图1至附图3详细说明一下本发明提供的便携式增材制造系统。

本发明的一个实施例中，提供了一种便携式增材制造系统，如图1所示，包括执行机构10、激光熔覆发生器总成20和光纤管路30，所述执行机构10与所述激光熔覆发生器总成20为两个独立的机构，所述执行机构10与所述激光熔覆发生器总成20之间通过光纤管路30连接。

本发明提供的便携式增材制造系统，执行机构10与激光熔覆发生器总成20是两个独立的机构，两者之间不是设备与设备之间的硬性连接，而是通过柔性的光纤管路30进行连接。一方面柔性好，方便携带、组装；另一方面，光纤管路30的长度可以根据需求自行设定，满足各种不同的使用环境需求。运输过程中，执行机构10、激光熔覆发生器总成20和光纤管路30可以分开携带，到使用场地后再行组装；因此，拆卸、运输方便，集成度高、体积小便于携带。

在对一些比较大型的被修复工件40进行修复时，可以分别将激光熔覆发生器总成20、执行机构10和光纤管路30分别单独运输到现场；无需对被修复工件40进行转移，在现场就可以实现便携式增材制造系统的组装，简单高效、集成度高并且操作方便。无论被修复工件40是否适合被移动或者较远距离运输，本发明提供的便携式增材制造系统都能够完美的完成修复任务。

在本发明的一个实施例中，所述执行机构10包括基座11、驱动电机12、驱动机构13、激光头安装架14和加工激光头15，所述驱动电机12和驱动机构13均安装在所述基座11上，所述驱动机构13可在所述驱动电机12的带动下实现三个方向的移动；所述激光头安装架14安装在所述驱动机构13上，加工激光头15安装在所述激光头安装架14远离所述驱动机构13的一端端部；所述加工激光头15上设置有光纤管路30连接部。驱动电机12可以带动驱动机构13沿三个方向移动，实现了驱动机构13的多自由度动作；加工激光头15设置在驱动机构13带动的激光头安装架14上，驱动机构13带动激光头安装架14动作，进而带动加工激光头15移动至需要进行修复的位置。

在本发明的一个实施例中，所述驱动电机12为伺服电机或步进电机，所述执行机构10还包括用于人机交互的机器人示教器。伺服电机和步进电机的选择，搭配执行机构10的机器人示教器，能够完成人机交互，实现对伺服电机和步进电机的控制，可以根据不同的条件要求，撰写不同的程序，完成对伺服电机或步进电机的不同控制。

为了方便执行机构10的转运、挪动，在本发明的一个实施例中，所述执行机构10上设置有提手16；需要转移时，抓起提手16，即可提起执行机构10，完成转运或挪动。

同时，如图2所示，为了保证执行机构10的稳定性，在基座11的底部设置有至少三条支架腿17，优选三条支架腿17，因为三条是最稳定的。工作时，将整个执行机构10通过三个支架腿17放置在被修复工件40上；稳定位置，然后接入整个系统，进行修复操作。

在本发明的一个实施例中，为了最大化的满足各种不同位置条件的控制，所述驱动机构13包括可沿第一方向直线移动的第一直线单元131、可沿第二方向直线移动的第二直线单元132和可沿第三方向直线移动的第三直线单元133，所述第一方向、第二方向和第三方向的任意两个不平行。

更进一步的，所述第一方向、第二方向和第三方向分别为三维立体结构的X、Y、Z三个方向。

为了将激光头安装架14稳定的安装在驱动机构13上，所述驱动机构13上设置有支架安装板134，所述支架安装板134能够在驱动电机12的带动下实现三个方向的移动。

同时，为了方便连接插头或其他信号源，在驱动机构13大设置有用于连接插头的插头安装板135。

本发明一个实施例中，便携式增材制造系统采用了轻便的三自由度平台作为执行机构10，执行机构10的驱动机构13可以在驱动电机12的带动下实现三个自由度的移动；并且脱离原有的硬性机械连接，而是采用光纤管路30将执行机构10和激光熔覆发生器总成20连接。光纤管路30的使用，其长度可以在保证效果的情况下根据具体需求设定，这样可以达到便携式修复的执行机构10需求。

执行机构10中的驱动电机12采用伺服电机或者步进电机，配备机器人示教器与驱动电机12的电机驱动器进行通讯。有效的实现了人机交互，具有人机界面，操作人员可以现场根据实际情况进行编程。同时，机器人示教器具有机器人系统的记忆和运算功能，在加工时可以长时间处于自动状态，保证加工的稳定性。

而执行机构10整体外形尺寸小巧，总重量轻便。保证了操作人员可以不借助工具的情况下就可以轻松将系统搬运至被修复工件40的旁边。

使用伺服电机或步进电机，进行人机界面操作配备控制器，可以实现设备稳定的长时间工作，保证加工质量。

如图1所示，一种便携式增材制造系统，执行机构10可以放置于被修复工件40上进行修复作业，这里被修复工件40的尺寸不受限制，可以更大，操作人员可以就近对加工进行操作，执行机构10与激光熔覆发生器总成20通过光纤管路30进行连接，因为光纤管路30可以根据保证功能的情况下长度任意，比如五米或十米等，而且因为是柔性材料，所以执行机构10可以根据被修复工件40的所需作业位置不同或尺寸等原因，放置在需求的地点进行加工作业。而且光纤管路30均属于可以插拔形式的，更加利于执行机构10的便携式效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种便携式增材制造系统，其特征在于，包括执行机构、激光熔覆发生器总成和光纤管路，所述执行机构与所述激光熔覆发生器总成为两个独立的机构，所述执行机构与所述激光熔覆发生器总成之间通过光纤管路连接。

2.根据权利要求1所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述执行机构包括基座、驱动电机、驱动机构、激光头安装架和加工激光头，所述驱动电机和驱动机构均安装在所述基座上，所述驱动机构可在所述驱动电机的带动下实现三个方向的移动；所述激光头安装架安装在所述驱动机构上，加工激光头安装在所述激光头安装架远离所述驱动机构的一端端部；所述加工激光头上设置有光纤管路连接部。

3.根据权利要求2所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述驱动电机为伺服电机或步进电机，所述执行机构还包括用于人机交互的机器人示教器。

4.根据权利要求2所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述执行机构上设置有提手，所述基座的底部设置有至少三条支架腿。

5.根据权利要求2所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述驱动机构包括可沿第一方向直线移动的第一直线单元、可沿第二方向直线移动的第二直线单元和可沿第三方向直线移动的第三直线单元，所述第一方向、第二方向和第三方向的任意两个不平行。

6.根据权利要求5所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述第一方向、第二方向和第三方向分别为三维立体结构的X、Y、Z三个方向。

7.根据权利要求2所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述驱动机构上设置有支架安装板，所述支架安装板能够在驱动电机的带动下实现三个方向的移动。

8.根据权利要求2所述的便携式增材制造系统，其特征在于，所述驱动机构上设置有用于连接插头的插头安装板。