CN206484131U - 电弧增材制造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电弧增材制造设备，包括底座，底座的顶部设置有第一舱体和第二舱体，第一舱体与第二舱体固定连接；第一舱体舱室内设置有可利用电弧增材制造金属零件的加工单元，多个第二舱体舱室包括电气设备舱、气体循环装置舱、电源舱及送丝舱；电气设备舱内设置有可为加工单元提供位置和姿态运动所需电能的电气设备，气体循环装置舱内设置有可为加工单元及第一舱体舱室输送惰性气体的气体循环装置，电源舱内设置有可为加工单元提供产生电弧所需电能的弧焊电源。本实用新型集成化程度高，并且便于装配及搬迁。

Description

电弧增材制造设备

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，尤其涉及一种电弧增材制造设备。

背景技术

电弧增材制造技术是从零件的三维CAD模型出发，利用电弧熔化金属丝材，以通过金属丝材的层层堆积，直接制造金属零件的技术。而电弧增材制造设备是实现电弧增材制造工艺的装备。

通常，电弧增材制造设备基本的硬件包括：电源、枪缆组件、送丝机构、储丝机构、运动机构(机器人或数控机床)、电控箱、操作台、电脑及显示器，此外，为了加工化学性质较为活泼的金属，还需要增加有密闭工作舱、气体循环装置，为了对制造过程进行实时监控，需要工业CCD、传感器等。而在工作场地，还需要配套提供压缩空气、冷却水及惰性气体等的设备。

然而，上述电弧增材制造设备由于各硬件设施的设置较为分散，从而存在占地空间大，以及装配、搬迁不便的缺陷。

发明内容

本实用新型针对现有的电弧增材制造设备占地空间大，以及装配、搬迁不便的技术问题，提出一种集成化程度高，并且便于装配及搬迁的电弧增材制造设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种电弧增材制造设备，包括底座，底座的顶部设置有内部形成有密封舱室的第一舱体，以及内部形成有多个独立舱室的第二舱体，第一舱体与第二舱体固定连接；第一舱体舱室内设置有可利用电弧增材制造金属零件的加工单元，多个第二舱体舱室包括电气设备舱、气体循环装置舱、电源舱及送丝舱；电气设备舱内设置有可为加工单元提供位置和姿态运动所需电能的电气设备，气体循环装置舱内设置有可为加工单元及第一舱体舱室输送惰性气体的气体循环装置，电源舱内设置有可为加工单元提供产生电弧所需电能的弧焊电源，送丝舱为通有惰性气体的密封舱室，送丝舱内设置有储存有金属丝的储丝器，以及可向加工单元输送金属丝的送丝机。

作为优选，加工单元包括可多自由度运动的运动件，可放置金属零件的工作台，以及可向工作台输出电弧的加工头，加工头固定连接于运动件上。

作为优选，运动件为多自由度工业机器人或多轴数控机床。

作为优选，底座的底部并排开设有多个通槽。

作为优选，第一舱体的表面设置有第一通孔，第二舱体的表面设置有第二通孔，第一舱体和第二舱体连接有线组，线组的一端位于第一舱体舱室内，线组的另一端分别穿过第一通孔和第二通孔进入第二舱体舱室内，线组与第一通孔之间密封套件，线组包括可输送电流的电缆线，可输送惰性气体的气管，以及可输送金属丝的送丝管道。

作为优选，多个第二舱体舱室还包括水冷机舱，水冷机舱内设置有可冷却加工单元的水冷机，以及可为水冷机供水的水箱。

作为优选，多个第二舱体舱室还包括制冷机舱，制冷机舱内设置有可冷却第一舱体舱室空气的制冷机。

作为优选，第二舱体连接有可向第二舱体舱室输送电流的总电源线，以及可向第二舱体舱室输送惰性气体的总气管，总电源线与电网连通，总气管连接有储存有压缩惰性气体的气瓶。

作为优选，底座顶部设置有可控制加工单元工作的控制单元，控制单元通过电缆线与电气设备连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型电弧增材制造设备，一方面通过设置第一舱体及第二舱体，并且将增材制造工艺所需的机构集中地布置于第一舱体舱室及第二舱体舱室内，从而显著地提高了设备的集成化程度，进而节省了设备的占地空间；另一方面，通过设置底座，以此将电弧增材制造设备设置为一个以底座为基础的整体，从而在装配及搬运过程中，无需各机构之间的拆解及重新连接，即可快速地进行安装及就位，进而提高了搬运及装配的效率，同时，降低了设备的故障率。

附图说明

图1为本实用新型电弧增材制造设备当第二舱体后置于第一舱体时的外部结构示意图；

图2为本实用新型电弧增材制造设备当第二舱体侧置于第一舱体时的外部结构示意图；

图3为本实用新型电弧增材制造设备当第二舱体上置于第一舱体时的外部结构示意图；

图4为本实用新型第一舱体舱室内部结构示意图；

图5为本实用新型第二舱体舱室分布示意图；

图6为本实用新型第二舱体舱室内部结构示意图。

以上各图中：1、底座；2、第一舱体；3、第二舱体；4、加工单元；5、运动件；6、工作台；7、加工头；8、电气设备舱；9、气体循环装置舱；10、电源舱；11、送丝舱；12、水冷机舱；13、制冷机舱；14、电气设备；15、气体循环装置；16、弧焊电源；17、储丝器；18、送丝机；19、水冷机；20、制冷机；21、线组；22、总电源线；23、总气管；24、气瓶；25、控制单元；26、密封门。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

如图1至图6所示，一种电弧增材制造设备，包括底座1，底座1的顶部(为如图1所示竖直方向上的顶部)设置有内部形成有密封舱室的第一舱体2，以及内部形成有多个独立舱室的第二舱体3，第一舱体2与第二舱体3固定连接；

进一步如图4和图5所示，第一舱体舱室内设置有可利用电弧增材制造金属零件的加工单元4，多个第二舱体舱室包括电气设备舱8、气体循环装置舱9、电源舱10及送丝舱11；

进一步如图6所示，电气设备舱8内设置有可为加工单元4提供位置和姿态运动所需电能的电气设备14，气体循环装置舱9内设置有可为加工单元4及第一舱体舱室输送惰性气体的气体循环装置15，电源舱10内设置有可为加工单元4提供发射电弧所需电能的弧焊电源16，送丝舱11为通有惰性气体的密封舱室，送丝舱11内设置有储存有金属丝的储丝器17，以及可向加工单元4输送金属丝的送丝机18，上述机构为增材制造过程提供了必要的电能、气体以及金属原料。

本实用新型电弧增材制造设备一方面通过设置第一舱体2及第二舱体3，并且将增材制造工艺所需的机构合理地布置于第一舱体舱室及第二舱体舱室内，从而显著地提高了设备的集成化程度，进而节省了设备的占地空间；另一方面，通过设置底座1，以此将电弧增材制造设备设置为一个以底座1为基础的整体，从而在装配及搬运过程中，无需各机构之间的拆解及重新连接，即可快速地进行安装及就位，进而提高了搬运及装配的效率，同时，降低了设备的故障率。

针对上述加工单元4的结构，具体为：如图4所示，加工单元4包括可多自由度运动的运动件5，可放置金属零件的工作台6，以及可向工作台6输出电弧的加工头7，加工头7固定连接于运动件5上。

优选的，运动件5可以为多自由度工业机器人或多轴数控机床。

另外，工作台6可以为固定于第一舱体舱室内的固定台，或具备一个以上自由度的运动平台。

优选的，运动件5与工作台6的自由度数量之和为不少于6个，从而能够满足以任何位置和姿态对金属零件进行加工的需要。

针对上述底座1的结构，具体为：如图1所示，底座1为底部并排开设有通槽的金属板，其中，开设通槽的作用是为了便于叉车及吊装设备的搬运。

优选的，底座1为钢板焊接结构或整体铸造结构，以此使得底座1的强度和刚度能满足担电弧增材制造设备运动精度要求，同时，保证电弧增材制造设备的搬运过程中不发生较大的变形。

另外，底座1的结构还可以为，在底部四周固定设置有多个支撑脚座。

针对上述第一舱体1和第二舱体3的位置关系，可以为，如图1所示，第二舱体3后置(即如图1所示的后方)于第一舱体2。

另外，如图2所示，第二舱体3还可以侧置(即如图1所示水平方向的左右两端)于第一舱体2。

另外，如图3所示，第二舱体3还可以设置于第一舱体2的顶部。

针对上述第二舱体3的结构，可以为，第二舱体3由多个3～5mm钢板通过焊接或螺栓连接而成，第二舱体3内部由钢板分割成多个独立舱室，以容纳不同的功能机构。

进一步如图4所示，第一舱体2的表面设置有第一通孔，第二舱体3的表面设置有第二通孔，第一舱体2和第二舱体3连接有线组21，线组21的一端位于第一舱体舱室内，线组21的另一端分别穿过第一通孔和第二通孔进入第二舱体舱室内，线组21与第一通孔之间密封套件，线组21包括可输送电流的电缆线，可输送惰性气体的气管，以及可输送金属丝的送丝管道。本实用新型设置线组21的作用在于，一方面，实现了电能、气体在第一舱体2内外的传输；另一方面，通过将电缆和气管集成在一起，以此减小电缆和气管占用空间，同时，便于维护。

进一步如图6所示，多个第二舱体舱室还包括水冷机舱12，水冷机舱12内设置有可冷却加工单元4的水冷机19，以及可为水冷机19供水的水箱。

另外，线组21还包括可输送冷却水的冷却水管。

进一步如图6所示，多个第二舱体舱室还包括制冷机舱13，制冷机舱13 内设置有可冷却第一舱体舱室空气的制冷机20。

进一步，如图1所示，第二舱体3连接有可向第二舱体舱室输送电流的总电源线22，以及可向第二舱体舱室输送惰性气体的总气管23，总电源线22与电网连通，电力通过总电源线22进入电弧增材制造设备后，在电气设备舱8由电气设备14进行变压、整流，分别给整台设备上所有需要电力的设施供电；总气管23连接有储存有压缩惰性气体的气瓶24，总气管23是电弧增材制造设备与厂房中供气设施如气瓶24相连的管路。保护气体进入电弧增材制造设备后，在气体循环装置舱9中根据不同功能部件需要的不同流量及压力，分别输送到第一舱体舱室内。本实用新型上述设置的作用在于，使得电弧增材制造设备与外部的连接仅通过一条总电源线22和一根总气管23来完成，进而降低了电弧增材制造设备对场地的要求。

另外，如图1所示，底座1顶部设置有可控制加工单元4工作的控制单元25，控制单元25通过电缆线与电气设备14连接。

优选的，控制单元25设置于第一舱体2或第二舱体3的前面，以方便操作人员的控制。

另外，如图1所示，第一舱体2上可设置有密封门26，以便于取出第一舱体舱室内的金属零件。

另外，如图1所示，第一舱体2还可以设置有密封窗，以便于操作人员及时掌握第一舱体舱室内加工单元4的工作情况。

Claims (9)

1.一种电弧增材制造设备，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)的顶部设置有内部形成有密封舱室的第一舱体(2)，以及内部形成有多个独立舱室的第二舱体(3)，第一舱体(2)与第二舱体(3)固定连接；

第一舱体舱室内设置有可利用电弧增材制造金属零件的加工单元(4)，多个第二舱体舱室包括电气设备舱(8)、气体循环装置舱(9)、电源舱(10)及送丝舱(11)；

电气设备舱(8)内设置有可为加工单元(4)提供位置和姿态运动所需电能的电气设备(14)，气体循环装置舱(9)内设置有可为加工单元(4)及第一舱体舱室输送惰性气体的气体循环装置(15)，电源舱(10)内设置有可为加工单元(4)提供发射电弧所需电能的弧焊电源(16)，送丝舱(11)为通有惰性气体的密封舱室，送丝舱(11)内设置有储存有金属丝的储丝器(17)，以及可向加工单元(4)输送金属丝的送丝机(18)。

2.根据权利要求1所述的电弧增材制造设备，其特征在于：加工单元(4)包括可多自由度运动的运动件(5)，可放置金属零件的工作台(6)，以及可向工作台(6)输出电弧的加工头(7)，加工头(7)固定连接于运动件(5)上。

3.根据权利要求2所述的电弧增材制造设备，其特征在于：运动件(5)为多自由度工业机器人或多轴数控机床。

4.根据权利要求1所述的电弧增材制造设备，其特征在于：底座(1)的底部并排开设有多个通槽。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电弧增材制造设备，其特征在于：第一舱体(2)的表面设置有第一通孔，第二舱体(3)的表面设置有第二通孔，第一舱体(2)和第二舱体(3)连接有线组(21)，线组(21)的一端位于第一舱体舱室内，线组(21)的另一端分别穿过第一通孔和第二通孔进入第二舱体舱室内，线组(21)与第一通孔之间密封套件，线组(21)包括可输送电流的电缆线，可输送惰性气体的气管，以及可输送金属丝的送丝管道。

6.根据权利要求1所述的电弧增材制造设备，其特征在于：多个第二舱体舱室还包括水冷机舱(12)，水冷机舱(12)内设置有可冷却加工单元(4)的水冷机(19)，以及可为水冷机(19)供水的水箱。

7.根据权利要求1所述的电弧增材制造设备，其特征在于：多个第二舱体舱室还包括制冷机舱(13)，制冷机舱(13)内设置有可冷却第一舱体舱室空气的制冷机(20)。

8.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的电弧增材制造设备，其特征在于：第二舱体(3)连接有可向第二舱体舱室输送电流的总电源线(22)，以及可向第二舱体舱室输送惰性气体的总气管(23)，总电源线(22)与电网连通，总气管(23)连接有储存有压缩惰性气体的气瓶(24)。

9.根据权利要求8所述的电弧增材制造设备，其特征在于：底座(1)顶部设置有可控制加工单元(4)工作的控制单元(25)，控制单元(25)通过电缆线与电气设备(14)连接。