本發(fā)明涉及激光熔化沉積制造技術(shù)（lasermeltingdepositionmanufacting)

的金屬快速成型機，屬于激光增材制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

增材制造是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術(shù)，體現(xiàn)了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與先進材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的密切結(jié)合，是先進制造業(yè)的重要組成部分。增材制造裝備、激光成型工藝等技術(shù)發(fā)展越來越成熟，近年來激光增材制造在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其正在快速地改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和生活方式。當(dāng)前，增材制造技術(shù)已經(jīng)從研發(fā)轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，其與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深度融合，或?qū)⒔o傳統(tǒng)制造業(yè)帶來變革性影響。加快增材制造技術(shù)發(fā)展，盡快形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，對于推進我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。

目前金屬快速成型機種類、本體結(jié)構(gòu)型式愈來愈多樣化，金屬成型件尺寸也越來越大型化，現(xiàn)有技術(shù)中激光快速成型機床多為懸臂式、定柱動梁式龍門或動柱定梁式龍門結(jié)構(gòu)，其中例如懸臂機床穩(wěn)定性不好，臂展行程受限；定柱動梁式龍門機床需要工作臺前后運動，占用前后空間大；動柱定梁式龍門機床需要z軸獨立上下運動，占用頂部空間大。這些問題往往導(dǎo)致金屬快速成型機結(jié)構(gòu)繁瑣、打印精度差、密封箱體體積大等不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬快速成型機的結(jié)構(gòu)繁瑣、打印精度差、密封箱體體積大等不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成型區(qū)域（空間利用）最大化、打印精度高的龍門金屬快速成型機。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種龍門金屬快速成型機，包括固定底座及設(shè)置在固定底座上的密封手套箱體，其特征在于：在所述密封手套箱體內(nèi)設(shè)置有移動工作臺及動梁動柱式龍門運動機構(gòu)，所述動梁動柱式龍門運動機構(gòu)包括龍門滑枕、滑枕前后運動機構(gòu)、龍門架、橫梁以及橫梁上下運動機構(gòu)，所述龍門滑枕固定在所述固定底座上，所述龍門架設(shè)置在所述龍門滑枕上并與所述滑枕前后運動機構(gòu)連接，所述滑枕前后運動機構(gòu)驅(qū)動所述龍門架在所述龍門滑枕上往復(fù)運動，所述橫梁設(shè)置在所述龍門架上并與所述橫梁上下運動機構(gòu)連接，所述橫梁上下運動機構(gòu)驅(qū)動所述衡量在所述龍門架上上下運動，在所述橫梁上設(shè)置有熔覆頭連接法蘭，該熔覆頭連接法蘭與一法蘭左右運動機構(gòu)連接，在所述熔覆頭連接法蘭上設(shè)置有激光熔覆頭，該激光熔覆頭在所述動梁動柱式龍門運動機構(gòu)上做xyz方向三維空間運動。

在所述密封手套箱體外部還設(shè)置有一外部軌道，該外部軌道設(shè)置在固定底座后方。

所述龍門滑枕為設(shè)置在所述固定底座兩側(cè)的各一條，滑枕前后運動機構(gòu)由直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，兩個伺服電機同步驅(qū)動減速機減速后，齒輪齒條傳動。

所述龍門架與龍門滑枕的法蘭板緊固連接，構(gòu)成動柱式龍門架，橫梁通過橫梁上下運動機構(gòu)連接在龍門架上上下運動。

所述橫梁上下運動機構(gòu)包括一個伺服電機、一個“一分二”t型雙輸出減速機、兩根傳動軸、兩個直角加速機以及兩個滾珠絲桿，所述一個“一分二”t型雙輸出減速機的輸入軸與所示伺服電機的輸出軸連接，在所述一個“一分二”t型雙輸出減速機的兩個輸出軸上分別連接一個所述傳動軸，所述滾珠絲杠經(jīng)所述直角減速機與所述傳動軸連接。

固定底座受交通運輸寬度限制，由兩塊底座拼接而成，主要用于固定、定位移動工作臺和動梁動柱式龍門機床。

所述移動工作臺由變頻電機驅(qū)動，軌道輪為導(dǎo)向，可在固定底座軌道和外部軌道之間往返運動。

所述外部軌道由h型鋼拼焊底架和輕型軌道組成，結(jié)構(gòu)鋼性強。

龍門滑枕前后運動行程為4.5米。橫梁在龍門架上上下運動，上下運動行程為1.5米。激光熔覆頭連接法蘭左右運動行程為4.5米。

所述密封手套箱體與固定底座外圈連接，整個龍門執(zhí)行機構(gòu)置于箱體內(nèi)部，箱體上設(shè)置有觀察窗和操作手套等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、成型區(qū)域（空間利用）最大化，在工作臺上方與動梁動柱式龍門床體之間形成了一個規(guī)則的立方體金屬快速成型區(qū)域，在保證成型件尺寸的條件下，動梁動柱式結(jié)構(gòu)做到了密封箱體內(nèi)部空間利用的最大化，極大的減小了箱體內(nèi)惰性氣體消耗量和氣體凈化時間，進一步降低了金屬快速成型的成本。

2、與懸臂結(jié)構(gòu)相比，龍門結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好的先天優(yōu)勢決定了動梁動柱式結(jié)構(gòu)機床能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸的金屬快速成型。龍門左右立柱同步驅(qū)動橫梁上下運動，相比于定梁式機床，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、打印精度以及頂部空間占用都更有優(yōu)勢。

3、隨著激光增材制造的發(fā)展趨勢，金屬快速成型件的尺寸越來越大，對金屬快速成型機床的結(jié)構(gòu)尺寸、傳動精度要求更高，本發(fā)明在滑枕前后運動機構(gòu)和熔覆頭連接法蘭左右運動機構(gòu)采用高精度齒輪齒條驅(qū)動，避免了因大行程滾珠絲杠水平安置，自身下垂對傳動精度的影響。橫梁上下運動機構(gòu)采用一個伺服電機輸入，兩個滾珠絲杠同步輸出的驅(qū)動方式，結(jié)合絲杠豎直放置傳動精度高的特性，達到了金屬快速成型過程中激光熔覆頭運動的高精度。

與現(xiàn)有金屬快速成型機相比，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成型區(qū)域（空間利用）最大化、打印精度高的動梁動柱式龍門金屬快速成型機。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種動梁動柱式龍門金屬快速成型機；

圖中：1固定底座；2龍門滑枕；3移動工作臺；4滑枕前后運動機構(gòu)；5法蘭左右運動機構(gòu)；6橫梁；7龍門架；8橫梁上下運動機構(gòu)；9直角減速機；10傳動軸；11“一分二”減速機；12激光熔覆頭；13激光熔覆頭連接法蘭；14外部軌道；15密封手套箱體。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步描述。

圖1所示，一種龍門金屬快速成型機，包括固定底座1，龍門滑枕2，移動工作臺3，滑枕前后運動機構(gòu)4，法蘭左右運動機構(gòu)5，橫梁6，龍門架7，橫梁上下運動機構(gòu)8，直角減速機9，傳動軸10，“一分二”減速機11，激光熔覆頭12，激光熔覆頭連接法蘭13，外部軌道14和密封手套箱體15。固定底座1由兩部分拼接而成，接縫部分用密封壓板和密封膠密封，確保整個底座的密封性，底座四周法蘭面設(shè)有一圈安裝孔，以便于底座1和密封手套箱體15固定連接。龍門滑枕2分別固定在底座兩側(cè)，滑枕一個由一個伺服電機通過“一分二”t型雙輸出減速機減速后，由兩根傳動軸傳遞扭矩，再通過兩個直角減速機換向輸出到龍門架兩邊的豎直安裝的滾珠絲杠上作為驅(qū)動，以直線導(dǎo)軌作為導(dǎo)向，實現(xiàn)橫梁在龍門架上上下運動，構(gòu)成動梁結(jié)構(gòu)。

前后運動機構(gòu)4由兩個伺服電機同步驅(qū)動兩個龍門滑枕上的減速機，通過齒輪齒條傳動，實現(xiàn)龍門滑枕2前后運動。龍門架7緊固連接在龍門滑枕2的法蘭板上，由龍門滑枕2的法蘭板帶動龍門架7前后運動，構(gòu)成了動柱式結(jié)構(gòu)。橫梁6通過橫梁上下運動機構(gòu)8實現(xiàn)在龍門架7上上下運動，構(gòu)成動梁式結(jié)構(gòu)。為了讓橫梁上下運動能夠達到更高的精度和同步性，并且進一步地降低機床成本，橫梁上下運動機構(gòu)8由一個伺服電機驅(qū)動，通過“一分二”減速機11雙邊輸出，傳動軸10將驅(qū)動力傳遞到龍門架兩端，再由直角減速機9將扭矩?fù)Q向傳遞到左右兩個滾珠絲杠，滾珠絲杠驅(qū)動橫梁6上下運動。激光頭熔覆法蘭13通過法蘭左右運動機構(gòu)5在橫梁6上左右運動，法蘭左右運動機構(gòu)5和滑枕前后運動機構(gòu)4結(jié)構(gòu)類似，由于其運動行程較大，絲杠橫置會受重力下垂影響精度，所以兩結(jié)構(gòu)都采用的直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，高精度齒輪齒條傳動的方式，保證了激光熔覆頭12在前后、左右方向的運動精度。激光熔覆頭12固定安裝在激光熔覆頭連接法蘭13上，通過動梁動柱式龍門機床實現(xiàn)xyz方向的三維運動。

密封手套箱體15設(shè)置有移動密封大門，外部軌道14設(shè)置在固定底座1后方，當(dāng)金屬快速成型完成后，打開密封手套箱體15的大門，移動工作臺3通過變頻電機驅(qū)動，從固定底座1的軌道上運動到外部軌道14的軌道上，方可取放成型件。