CN212311114U - 用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统。该系统包括控制器、机架、电弧电源、送丝组件、以及电压比较装置；送丝组件中设有金属丝材；机架上设有三维运动装置，三维运动装置上分别安置有与送丝组件衔接的焊枪头以及焊接底板，金属丝材穿入焊枪头；焊枪头、焊接底板分别与电弧电源电连接；电压比较装置具有第一电压检测端、第二电压检测端以及延时开关，第一电压检测端与焊枪头电连接，第二电压检测端与焊接底板电连接，延时开关串联于焊枪头与电弧电源的连接线路中、或串联于焊接底板与电弧电源的连接线路中。本实用新型能通过电压比较装置控制瞬时短路时间降低热量堆积，避免产生热应力问题。

Description

用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，属于金属快速打印成型技术领域。

背景技术

据申请人了解，金属快速打印成型技术是一种采用高能束为热源，通过材料逐层堆积，实现构件无模成形的数字化制造技术。金属零件快速打印成型技术原理是将金属粉末或丝材，在电弧、激光或电子束等加热条件下，按软件设定的路径同步熔化、堆积，最终成形出设计的零件实体。

当今世界制造业对于大型复杂关键结构件的应用数量占比已经成为衡量军事、航空、航天以及医疗等重大装备先进性的重要技术指标。大型复杂关键结构件的传统加工方式主要为锻造、铸造、焊接等，其多为“减材制造”方式，存在工序时间长，加工工艺复杂，加工设备昂贵以及对加工操作人员个人技术要求高等诸多缺点。

面对传统加工方式难以制备大型复杂关键结构件的难题，金属快速打印成型技术是一种较为先进的可行的技术途径。目前常用的金属快速打印成型方法主要有激光选区熔覆SLM、激光选区烧结SLS、电子束选区熔化EBM等。

热源设备是金属快速打印成型设备的核心部件，热源设备的先进与否直接决定了金属快速打印成型设备的先进性。目前我国金属快速打印成型设备的高端热源主要采用进口的大功率激光器、等离子发生器或电子束发生器，不仅设备价格昂贵，维护困难，并且其核心技术为国外所有，国内获取高端热源设备途径困难，同时设备对打印材料、技术人员要求也高，这直接导致整体成型设备价格过高，相应的使用成本也过高。这导致其很难普及应用，只能用于一些特殊领域，例如军工、航空航天等行业，大大影响了其在金属零件成型工业上的应用，对实际生产生活的效率提升也不高。

然而，即使是这些昂贵成型设备的热源也存在使用寿命过短，打印范围过小，维护困难等缺点，并且其打印成型的复杂结构件也有致密度不高、尺寸及表面精度不够，力学和加工性能不好，性能各向异性等缺陷。

电弧法金属快速成型是一种基于弧焊工艺的3D打印技术，其使用专用焊机系统作为热源。相对于上述的大功率激光器、等离子发生器或电子束发生器等高端热源，具有价格低廉，成型速度快，材料来源广泛，对人员、场地要求低等显著优点。电弧法金属快速成型技术的应用不但大大降低了电弧法金属快速成型设备的制作成本，也大大降低其使用成本。随着大型复杂关键结构件在航空工业中的应用不断增加，电弧法金属快速成型技术因其在大型复杂关键结构件加工上的独特优势而具有巨大的潜在市场。研究表明，与传统制造工艺相比，焊接快速成型技术可有效降低复杂钛合金零件制造成本约62.5％，材料利用率达80％以上，并且可大大降低供货周期。电弧法金属快速成型技术在金属成型工业上的应用有着非常广阔的前景。

目前国内的电弧法金属快速成型焊机也存在着一些问题，其中最为致命的是其热量控制问题，当结构件打印到一定高度时，往往由于热应力造成零件压缩变形，严重的直接导致成型结构件报废，即使打印成功的结构件也存在硬度过高，加工难度大等缺点。同时，过高的起弧时间还会造成噪音、强光等污染。

热应力的产生主要是因为金属熔化需要很大的能量，而这些能量最后大部分转化为热能，这些热能不仅将金属材料熔化，形成熔池，还将整个结构件基体的温度提高，造成金属熔池的尺寸不断加大，当熔池来不及冷却固化时，就会出现坍塌，熔池内的高温金属液体流出熔池，这样会造成两点问题，一是尺寸精度超出预计范围，在打印下一层时，可能会出现干涉现象；另一点是此处位置比预计位置要低，在打印下一层时，造成熔池没有下部支撑而破裂，金属液体更多地流出熔池，或出现没有和底板接触形成负极，会产生不起弧现象，直接导致打印失败。综上所述，如何解决热应力问题是整个电弧法金属快速成型技术中的核心问题。

经检索发现，申请号CN201911287290.1、申请公布号CN110899482A的发明专利，公开了一种基于焦耳热的热塑性合金3D打印系统，将送丝装置与热辊压轮位置相对固定，使送丝装置的送丝口位于热辊压轮一侧，热辊压轮和成型基板连分别接于焦耳热电源负极和正极，送丝装置与成型基板能够相对运动，利用送丝装置将打印丝材输送至成型基板，然后通过热辊压轮将待打印丝材压紧至成型基板上，热辊压轮和成型基板构成回路，导电丝材在热辊压轮与基板接触端瞬间软化材料；成型基板固定于运动平台上，运动平台上端设有散热器，散热器上端通过散热支架固定有加热板，成型基板固定于加热板上；加热板连接有加热电源，能实现成型基板温控，使打印区域实现恒温环境，试图以此来解决金属3D打印过程中温度梯度过大导致的热应力产生开裂、翘曲、变形等问题。然而，该技术方案中采用的成型基板温控手段实际上很难解决前文提到的热应力问题，该手段至多能在单方向的打印线段上消除一定的热应力，而对于3D打印而言，其打印方向不可能只有一个方向，3D打印的平面是复杂的平面图形，该手段显然不能消除平面内所有方向上的热应力；此外，对于跨梁、过桥等位置的热应力问题，由于没有下层的支撑，该手段实际上很难解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，能够解决电弧法金属快速成型技术中的热应力问题，且结构设计巧妙、使用维护成本低廉、对材料适应性广泛。

本实用新型解决其技术问题的技术方案如下：

一种用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，包括控制器和机架；其特征是，还包括电弧电源、送丝组件、以及电压比较装置；所述送丝组件中设有金属丝材，所述送丝组件的受控端与控制器的控制端连接；所述机架上设有三维运动装置，所述三维运动装置的受控端与控制器的控制端连接；所述三维运动装置上分别安置有与送丝组件衔接的焊枪头以及焊接底板，所述金属丝材穿入焊枪头；所述焊枪头、焊接底板分别与电弧电源电连接；所述电压比较装置具有第一电压检测端、第二电压检测端以及延时开关，所述第一电压检测端与焊枪头电连接，所述第二电压检测端与焊接底板电连接，所述延时开关串联于焊枪头与电弧电源的连接线路中、或串联于焊接底板与电弧电源的连接线路中。

该系统在运行时，一方面，在控制器控制下由三维运动装置带动焊枪头、焊接底板执行运动动作，并由送丝组件输送金属丝材；另一方面，由电压比较装置实时监测焊枪头(及其输出的金属丝材)与焊接底板的实时电压，并在实时电压小于预设电压阈值时进行动作断开电弧电源，而后再进行动作连接电弧电源。如此即可实现对瞬时短路时间的控制，既能以电弧法顺利完成金属快速成型，又能避免产生过多热量导致的热应力集中，从而有效解决电弧法金属快速成型技术中的热应力问题。

本实用新型进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述电压比较装置包括电压阈值设定器、AD转换电路、门电路比较器、运放器；所述延时开关为延时继电器；所述第一电压检测端、第二电压检测端分别与AD转换电路连接，所述AD转换电路、门电路比较器、运放器、延时开关依次电连接；所述电压阈值设定器与门电路比较器电连接。

采用该优选方案，可进一步优化电压比较装置的具体结构，其中，电压阈值设定器可设定预设电压阈值，延时继电器可设定计时时间，AD转换电路将第一、第二电压检测端测得的实时电压转换为数字信号并发送至门电路比较器，门电路比较器将实时电压与预设电压阈值比较，并在实时电压小于预设电压阈值时，经运放器向延时继电器发出信号；延时继电器开始计时并在计时结束时断开电弧电源，然而再次开始计时并在计时结束时连接电弧电源。

优选地，所述机架包括水平布置的底座和纵向布置的安装板，所述底座垂直于安装板且两者固定连接。

采用该优选方案，可进一步优化机架的具体结构，为其它部件的安装布局奠定基础。

优选地，所述三维运动装置由X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件构成；所述机架的底座设有沿Y轴延伸的凹槽，所述机架的安装板设有开槽，所述开槽位于凹槽的上方，且开槽具有的两槽壁位于凹槽的两侧；

所述Y轴运动组件安置于底座的凹槽内，所述焊接底板安置于Y轴运动组件；所述Z轴运动组件安置于安装板的开槽两侧，所述X轴运动组件安置于Z轴运动组件，所述焊枪头安置于X轴运动组件，所述焊枪头位于焊接底板的上方；

所述三维运动装置的受控端由X轴运动组件的受控端、Y轴运动组件的受控端、Z轴运动组件的受控端构成，且X轴运动组件的受控端、Y轴运动组件的受控端、Z轴运动组件的受控端分别与控制器的控制端连接。

采用该优选方案，可进一步优化三维运动装置的具体结构。其中，在X轴运动组件、Z轴运动组件的带动下，焊枪头可沿X轴水平运动和/或沿Z轴竖直运动；在Y轴运动组件的带动下，焊接底板可沿Y轴水平运动。

更优选地，所述Y轴运动组件包括Y轴驱动电机、联轴器、Y轴丝杆、水平滑座、以及一对Y轴轨道；所述Y轴驱动电机、Y轴轨道分别与底座固定连接；所述Y轴轨道位于Y轴驱动电机的两侧；所述Y轴驱动电机的输出轴经联轴器与Y轴丝杆传动连接，所述Y轴丝杆两端分别经轴承座支撑于底座且形成转动副；所述水平滑座与各Y轴轨道分别构成滑移副，所述水平滑座底部与Y轴丝杆螺纹连接且两者构成螺纹移动副；所述焊接底板与水平滑座的顶面固定连接；所述Y轴运动组件的受控端为Y轴驱动电机的受控端；

所述Z轴运动组件包括一对Z轴驱动电机、一对联轴器、一对Z轴丝杆、一对Z轴轨道、以及竖向滑移座；所述Z轴驱动电机、联轴器、Z轴丝杆一一对应；所述Z轴驱动电机、Z轴轨道分别与安装板固定连接；所述Z轴驱动电机、联轴器、Z轴丝杆、Z轴轨道分别位于开槽的两侧；所述Z轴驱动电机的输出轴经相应的联轴器与相应的Z轴丝杆传动连接，所述Z轴丝杆两端分别经轴承座支撑于安装板且形成转动副；所述竖向滑移座与各Z轴轨道分别构成滑移副，所述竖向滑移座底部与各Z轴丝杆螺纹连接且构成螺纹移动副；所述X轴运动组件安置于竖向滑移座；所述Z轴运动组件的受控端为一对Z轴驱动电机的受控端；

所述X轴运动组件包括X轴驱动电机、联轴器、X轴丝杆、横向滑移座、以及一对X轴轨道；所述X轴驱动电机、X轴轨道分别与竖向滑移座固定连接；所述X轴轨道位于X轴驱动电机的两侧；所述X轴驱动电机的输出轴经联轴器与X轴丝杆传动连接，所述X轴丝杆两端分别经轴承座支撑于竖向滑移座且形成转动副；所述横向滑移座与各X轴轨道分别构成滑移副，所述横向滑移座底部与X轴丝杆螺纹连接且两者构成螺纹移动副；所述焊枪头与横向滑移座固定连接；所述X轴运动组件的受控端为X轴驱动电机的受控端。

采用该优选方案，可进一步优化X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件的具体结构。

优选地，所述送丝组件包括丝盘过渡器和送丝器；所述丝盘过渡器支撑于机架安装板的顶部；所述送丝器安置于三维运动装置上，且位于焊枪头的上方；所述金属丝材依次经丝盘过渡器、送丝器穿入焊枪头；所述送丝组件的受控端为送丝器的受控端。

采用该优选方案，可进一步优化送丝组件的具体结构。

优选地，所述电弧电源为具有IGBT的直流电弧电源，所述电弧电源的最大承受直流电压大于600V；所述电弧电源的正极与焊枪头电连接，且负极与焊接底板电连接；所述焊枪头、焊接底板的材质分别为金属材料。

采用该优选方案，可进一步优化电弧电源的具体细节。其中，直流电弧电源具有高性能绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，非常适合应用于直流电压在600V及以上的变流系统，具有高输入阻抗、低导通压降、饱和压降低、载流密度大、驱动功率小，开关速度快等优点。

优选地，所述系统还包括供电电源，所述供电电源为发电机、市电、工业电、或蓄电电池；所述供电电源经电缆与控制器、电弧电源、送丝组件、电压比较装置、三维运动装置电连接。

采用该优选方案，可进一步优化系统的其它具体细节。

优选地，所述控制器与外部计算机通信连接。

与现有技术相比，本实用新型能通过电压比较装置监测实时电压并与设定电压阈值比较，控制电弧电源与金属丝材/焊接底板之间的电流通断，以此来控制瞬时短路时间，降低打印时熔池及结构件的热量堆积，避免产生热应力问题；对热应力聚集的控制，可降低打印的复杂结构件的力学硬度，提高结构件塑性，从而提升其可加工性能；对瞬时短路时间的控制，能减少起弧时产生的焊接噪音以及强光污染；此外，相比于激光、等离子与电子束等热源成本更低，丝材成形比铺粉方式效率更高，同时也更节省材料。

附图说明

图1为本实用新型实施例1系统的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例1系统的电路连接示意图。

图3为本实用新型实施例1电压比较装置的电路结构图。

图4为本实用新型实施例1的机架结构示意图。

图5为图4中Y轴运动组件的局部示意图。

图6为图4中X轴、Z轴运动组件的局部示意图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，包括控制器和机架01，控制器与外部计算机通信连接；还包括电弧电源02、送丝组件03、以及电压比较装置04；送丝组件03中设有金属丝材05，送丝组件03的受控端与控制器的控制端连接；机架01上设有三维运动装置06，三维运动装置06的受控端与控制器的控制端连接；三维运动装置06上分别安置有与送丝组件03衔接的焊枪头07以及焊接底板08，金属丝材05穿入焊枪头07；焊枪头07、焊接底板08分别与电弧电源02电连接；电压比较装置04具有第一电压检测端A、第二电压检测端B以及延时开关，第一电压检测端A与焊枪头07电连接，第二电压检测端B与焊接底板08电连接，延时开关串联于焊枪头07与电弧电源02的连接线路中(也可串联于焊接底板08与电弧电源02的连接线路中)。

具体而言，如图3所示，电压比较装置04包括电压阈值设定器、AD转换电路、门电路比较器、运放器；延时开关为延时继电器；第一电压检测端A、第二电压检测端B分别与AD转换电路连接，AD转换电路、门电路比较器、运放器、延时开关依次电连接；电压阈值设定器与门电路比较器电连接。

如图4所示，机架01包括水平布置的底座09和纵向布置的安装板10，底座09垂直于安装板10且两者固定连接。

具体而言，三维运动装置06由X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件构成；机架01的底座09设有沿Y轴延伸的凹槽11，机架01的安装板10设有开槽12，开槽12位于凹槽11的上方，且开槽12具有的两槽壁位于凹槽11的两侧。

Y轴运动组件安置于底座09的凹槽11内，焊接底板08安置于Y轴运动组件；Z轴运动组件安置于安装板10的开槽12两侧，X轴运动组件安置于Z轴运动组件，焊枪头07安置于X轴运动组件，焊枪头07位于焊接底板08的上方。

三维运动装置06的受控端由X轴运动组件的受控端、Y轴运动组件的受控端、Z轴运动组件的受控端构成，且X轴运动组件的受控端、Y轴运动组件的受控端、Z轴运动组件的受控端分别与控制器的控制端连接。

具体而言，如图5所示，Y轴运动组件包括Y轴驱动电机13、联轴器、Y轴丝杆14、水平滑座15、以及一对Y轴轨道16；Y轴驱动电机13、Y轴轨道16分别与底座09固定连接；Y轴轨道16位于Y轴驱动电机13的两侧；Y轴驱动电机13的输出轴经联轴器与Y轴丝杆14传动连接，Y轴丝杆14两端分别经轴承座支撑于底座09且形成转动副；水平滑座15与各Y轴轨道16分别构成滑移副，水平滑座15底部与Y轴丝杆14螺纹连接且两者构成螺纹移动副(图中未示)；焊接底板08与水平滑座15的顶面固定连接；Y轴运动组件的受控端为Y轴驱动电机13的受控端。

如图6所示，Z轴运动组件包括一对Z轴驱动电机17、一对联轴器、一对Z轴丝杆18、一对Z轴轨道19、以及竖向滑移座20；Z轴驱动电机17、联轴器、Z轴丝杆18一一对应；Z轴驱动电机17、Z轴轨道19分别与安装板10固定连接；Z轴驱动电机17、联轴器、Z轴丝杆18、Z轴轨道19分别位于开槽12的两侧；Z轴驱动电机17的输出轴经相应的联轴器与相应的Z轴丝杆18传动连接，Z轴丝杆18两端分别经轴承座支撑于安装板10且形成转动副；竖向滑移座20与各Z轴轨道19分别构成滑移副，竖向滑移座20底部与各Z轴丝杆18螺纹连接且构成螺纹移动副；X轴运动组件安置于竖向滑移座20；Z轴运动组件的受控端为一对Z轴驱动电机17的受控端。

X轴运动组件包括X轴驱动电机21、联轴器、X轴丝杆22、横向滑移座23、以及一对X轴轨道24；X轴驱动电机21、X轴轨道24分别与竖向滑移座20固定连接；X轴轨道24位于X轴驱动电机21的两侧；X轴驱动电机21的输出轴经联轴器与X轴丝杆22传动连接，X轴丝杆22两端分别经轴承座支撑于竖向滑移座20且形成转动副；横向滑移座23与各X轴轨道24分别构成滑移副，横向滑移座23底部与X轴丝杆22螺纹连接且两者构成螺纹移动副；焊枪头07与横向滑移座23固定连接；X轴运动组件的受控端为X轴驱动电机21的受控端。

具体而言，如图4所示，送丝组件03包括丝盘过渡器25和送丝器26；丝盘过渡器25支撑于机架安装板10的顶部；送丝器26安置于三维运动装置06上，且位于焊枪头07的上方；金属丝材05依次经丝盘过渡器25、送丝器26穿入焊枪头07；送丝组件03的受控端为送丝器26的受控端。

电弧电源02为具有IGBT的直流电弧电源，电弧电源02的最大承受直流电压大于600V；电弧电源02的正极与焊枪头07电连接，且负极与焊接底板08电连接；焊枪头07、焊接底板08的材质分别为金属材料。

此外，本实施例系统还包括供电电源，供电电源为发电机、市电、工业电、或蓄电电池；供电电源经电缆与控制器、电弧电源02、送丝组件03、电压比较装置04、三维运动装置06电连接。

具体实施场景的示例如下：

(1)启动焊机系统；电弧电源02一边经焊枪头07向金属丝材05通电，一边向焊接底板08通电；电压比较装置04通过其第一电压检测端A、第二电压检测端B监测金属丝材05与焊接底板08之间的实时电压；

(2)外部计算机对打印目标进行建模，将模型进行分层切片，根据切片数据得出运动控制指令和送丝控制指令并输入控制器；控制器根据输入的运动控制指令控制三维运动装置06执行运动动作，并根据输入的送丝控制指令控制送丝组件03执行送丝动作；

(3)金属丝材05自焊枪头07不断向下移动并伸向焊接底板08；当金属丝材05即将接触焊接底板08时，施加于金属丝材05和焊接底板08的电压击穿空气并产生电弧，该电弧将金属丝材05端部加热熔化形成金属液滴；当电压击穿空气并产生电弧时，电压比较装置04监测到实时电压持续下降，当实时电压小于预设电压阈值时，电压比较装置04执行延时动作，留出时间使该电弧继续加热金属丝材05端部使金属液滴增大、滴落至焊接底板08并形成熔池；该延时动作结束时，电压比较装置04的延时开关断开电弧电源02，且电压比较装置04执行延时动作，留出时间使金属丝材05与熔池脱离接触；该延时动作结束时，电压比较装置04的延时开关连接电弧电源02，使其一边经焊枪头07向金属丝材05通电，一边向焊接底板08通电；上述延时动作是指电压比较装置04的延时开关开始计时、并在计时时间达到预设值时计时结束；

(4)继续进行金属打印过程，直至最终打印成型。

需要说明的是，以上示例仅为说明本实施例可以实施的具体场景，并不表示本实施例必须依赖该示例才能顺利实施。

此外，还需要加以说明的是，本实施例的电气部件均由现有电子元器件构成。如果本实施例在实施过程中涉及了软件控制程序，则所涉及的软件控制程序均为成熟的现有技术产品，同时本实施例仅涉及对已有软件控制程序的使用，并不存在对软件控制程序本身的改进。

本实用新型中提到的“固连”或“固定连接”，如无特别说明，则可从现有技术已经存在的经紧固件固连、经焊接固连、经模具一体成型固连等固连方式中选择合适的方式即可；本实用新型中提到的“转动连接”，如无特别说明，则可从现有技术已经存在的经轴承转动连接、经转轴转动连接、经关节球和球座转动连接等转动连接方式中选择合适的方式即可；这些都是本领域技术人员可以轻易理解、轻易实现的技术手段，不必由本实用新型专门列举并附图以详细说明其具体结构，更不存在因此导致本实用新型记载的内容不能构成清楚完整技术方案的可能。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，包括控制器和机架；其特征是，还包括电弧电源、送丝组件、以及电压比较装置；所述送丝组件中设有金属丝材，所述送丝组件的受控端与控制器的控制端连接；所述机架上设有三维运动装置，所述三维运动装置的受控端与控制器的控制端连接；所述三维运动装置上分别安置有与送丝组件衔接的焊枪头以及焊接底板，所述金属丝材穿入焊枪头；所述焊枪头、焊接底板分别与电弧电源电连接；所述电压比较装置具有第一电压检测端、第二电压检测端以及延时开关，所述第一电压检测端与焊枪头电连接，所述第二电压检测端与焊接底板电连接，所述延时开关串联于焊枪头与电弧电源的连接线路中、或串联于焊接底板与电弧电源的连接线路中。

2.根据权利要求1所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述电压比较装置包括电压阈值设定器、AD转换电路、门电路比较器、运放器；所述延时开关为延时继电器；所述第一电压检测端、第二电压检测端分别与AD转换电路连接，所述AD转换电路、门电路比较器、运放器、延时开关依次电连接；所述电压阈值设定器与门电路比较器电连接。

3.根据权利要求2所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述机架包括水平布置的底座和纵向布置的安装板，所述底座垂直于安装板且两者固定连接。

4.根据权利要求3所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述三维运动装置由X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件构成；所述机架的底座设有沿Y轴延伸的凹槽，所述机架的安装板设有开槽，所述开槽位于凹槽的上方，且开槽具有的两槽壁位于凹槽的两侧；

所述Y轴运动组件安置于底座的凹槽内，所述焊接底板安置于Y轴运动组件；所述Z轴运动组件安置于安装板的开槽两侧，所述X轴运动组件安置于Z轴运动组件，所述焊枪头安置于X轴运动组件，所述焊枪头位于焊接底板的上方；

所述三维运动装置的受控端由X轴运动组件的受控端、Y轴运动组件的受控端、Z轴运动组件的受控端构成，且X轴运动组件的受控端、Y轴运动组件的受控端、Z轴运动组件的受控端分别与控制器的控制端连接。

5.根据权利要求4所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述Y轴运动组件包括Y轴驱动电机、联轴器、Y轴丝杆、水平滑座、以及一对Y轴轨道；所述Y轴驱动电机、Y轴轨道分别与底座固定连接；所述Y轴轨道位于Y轴驱动电机的两侧；所述Y轴驱动电机的输出轴经联轴器与Y轴丝杆传动连接，所述Y轴丝杆两端分别经轴承座支撑于底座且形成转动副；所述水平滑座与各Y轴轨道分别构成滑移副，所述水平滑座底部与Y轴丝杆螺纹连接且两者构成螺纹移动副；所述焊接底板与水平滑座的顶面固定连接；所述Y轴运动组件的受控端为Y轴驱动电机的受控端。

6.根据权利要求5所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述Z轴运动组件包括一对Z轴驱动电机、一对联轴器、一对Z轴丝杆、一对Z轴轨道、以及竖向滑移座；所述Z轴驱动电机、联轴器、Z轴丝杆一一对应；所述Z轴驱动电机、Z轴轨道分别与安装板固定连接；所述Z轴驱动电机、联轴器、Z轴丝杆、Z轴轨道分别位于开槽的两侧；所述Z轴驱动电机的输出轴经相应的联轴器与相应的Z轴丝杆传动连接，所述Z轴丝杆两端分别经轴承座支撑于安装板且形成转动副；所述竖向滑移座与各Z轴轨道分别构成滑移副，所述竖向滑移座底部与各Z轴丝杆螺纹连接且构成螺纹移动副；所述X轴运动组件安置于竖向滑移座；所述Z轴运动组件的受控端为一对Z轴驱动电机的受控端；

所述X轴运动组件包括X轴驱动电机、联轴器、X轴丝杆、横向滑移座、以及一对X轴轨道；所述X轴驱动电机、X轴轨道分别与竖向滑移座固定连接；所述X轴轨道位于X轴驱动电机的两侧；所述X轴驱动电机的输出轴经联轴器与X轴丝杆传动连接，所述X轴丝杆两端分别经轴承座支撑于竖向滑移座且形成转动副；所述横向滑移座与各X轴轨道分别构成滑移副，所述横向滑移座底部与X轴丝杆螺纹连接且两者构成螺纹移动副；所述焊枪头与横向滑移座固定连接；所述X轴运动组件的受控端为X轴驱动电机的受控端。

7.根据权利要求3所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述送丝组件包括丝盘过渡器和送丝器；所述丝盘过渡器支撑于机架安装板的顶部；所述送丝器安置于三维运动装置上，且位于焊枪头的上方；所述金属丝材依次经丝盘过渡器、送丝器穿入焊枪头；所述送丝组件的受控端为送丝器的受控端。

8.根据权利要求1所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述电弧电源为具有IGBT的直流电弧电源，所述电弧电源的最大承受直流电压大于600V；所述电弧电源的正极与焊枪头电连接，且负极与焊接底板电连接；所述焊枪头、焊接底板的材质分别为金属材料。

9.根据权利要求1至8任一项所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述系统还包括供电电源，所述供电电源为发电机、市电、工业电、或蓄电电池；所述供电电源经电缆与控制器、电弧电源、送丝组件、电压比较装置、三维运动装置电连接。

10.根据权利要求1至8任一项所述用于电弧法金属快速成型的专用焊机系统，其特征是，所述控制器与外部计算机通信连接。

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