用于增减材加工设备的控制方法与流程

本发明涉及用于增减材加工设备的控制方法。

背景技术：

1、工业制造是一个国家的支柱，能够直接提现一个国家的生产力水平。随着工艺技术的高速发展，一体化、高性能、高可靠性的应用需求成为制造业的重要发展方向，装备一体化的需求越来越高，其关键零部件的结构也越来越复杂，高性能、难加工金属一体化关键零部件制造技术，被认为是航空、核电、石化、船舶等先进工业高端装备制造业的基础和核心技术。

2、对于工业制造，其加工过程就是将原材料转化为最终工业产品的过程，从其制造工艺上分类，可分为“等材制造”、“减材制造”和“增材制造”，其中，以模具注塑、铸造加工为代表的等材制造发展悠久、经验丰富，而以机加工为核心的减材制造和以三维打印为代表的增材制造历史较短，其中蕴含了待优化的零件成形问题。同时，传统的制造设备大多采用单一制造工艺的成形方法，而采用单一成形方法制造上述大型、一体化、高性能金属制件，不仅需要专用的大型铸锻焊接装备和模具，其制造技术难度大、加工周期长、材料利用率地、制件性能不稳定等问题比较凸出。

3、在高端装备制造业中，对于一些复杂形状的零件内外侧加工，通过单一的增材加工或者减材加工已不能满足需求，增减材加工设备应运而生。但现有的增减材加工设备，其加工质量、加工速度和加工精度均有待提高，其中原因包括：有些设备在增材和减材的加工切换时需要更换加工头或者需要进行复杂的加工头位置变换，还有些部分设备在加工过程中容易出现相互干涉，如出现加工头碰撞或者加工头污染等问题，等等。

技术实现思路

1、本发明提供用于增减材加工设备的控制方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出用于增减材加工设备的控制方法，通过增材加工和减材加工的不断切换加工，有利于解决复杂形状零件的加工难题，并通过设置激光头保护装置，降低激光头被玷污的几率，从而有利于提高加工精度。

2、本发明的技术方案涉及用于增减材加工设备的控制方法，基于五轴增减材加工设备，应用于异形金属件的零件加工；其中，所述五轴增减材加工设备包括五轴增减材加工机和激光头保护装置；

3、所述五轴增减材加工机，包括用于增材加工的三维打印轴、用于减材加工的主轴和用于放置工件的转台，所述三维打印轴设置有激光头；

4、所述激光头保护装置，包括安装块和用于覆盖所述激光头的保护盖；所述安装块设置有卡位凸边和卡位环，所述卡位凸边设置于所述卡位环的内壁，所述卡位环设置有进盖口；所述保护盖的外周设置有卡位凹槽；

5、所述异形金属件包括依次连接的皆具有内腔的第一工件体、第二工件体和第三工件体，其中所述第一工件体和所述第三工件体为直通体，所述第二工件体为弯曲的通体，所述第二工件体320设置有上弧体与下弧体，并且所述上弧体开口与所述下弧体开口的朝向不一致；

6、所述方法包括以下步骤：

7、s100、获取零件当前部位的增材加工指令；判断当前激光头是否覆盖有保护盖；若是，移动所述三维打印轴以使所述卡位凸边嵌入所述卡位凹槽，然后向上移动所述三维打印轴以使所述保护盖脱离所述激光头；

8、s200、驱动所述主轴向上缩入，驱动所述三维打印轴的三轴移动并配合所述转台的ab轴转动，通过所述激光头对所述第一工件体或所述第二工件体或所述第三工件体进行五轴联动的增材加工；

9、s300、获取零件当前部位的减材加工指令；判断当前激光头是否覆盖有保护盖；若否，移动所述三维打印轴以使所述激光头达到所述保护盖的上方，向下移动所述三维打印轴以使所述保护盖通过所述磁铁覆盖所述激光头，然后水平移动所述三维打印轴以使所述保护盖脱离所述安装块；

10、s400、驱动所述三维打印轴向上缩入，所述驱动主轴的三轴移动并配合所述转台的ab轴转动，通过主轴的刀具对所述第一工件体或所述第二工件体或所述第三工件体进行五轴联动的减材加工；

11、s500、重复步骤s100至步骤s400以进行下一部位的增材加工和减材加工，直至完成整个零件的加工指令；

12、其中，通过所述三维打印轴上设置的主轴激光头，输出金属粉末并在激光的作用下，将金属粉末直接打印在主轴工作台主轴上并形成一定形状，以进行没有初始零件的产品生产。

13、进一步，所述步骤s200包括以下步骤：同步水平移动所述主轴和所述三维打印轴，以使所述激光头到达所述转台的上方；所述主轴的刀具向上缩入，并且所述激光头向下伸出，以进行增材加工。

14、进一步，所述步骤s400包括以下步骤：同步水平移动所述主轴和所述三维打印轴，以使所述主轴的刀具到达所述转台的上方；所述主轴的刀具向下伸出，并且所述激光头向上伸出，以进行减材加工。

15、进一步，其中，所述五轴增减材加工机包括底座和龙门架，所述龙门架设置于所述底座上，所述三维打印轴和所述主轴可移动地设置于龙门架上的横梁上，所述转台可移动地设置于底座上并且设置于龙门架的两个立柱之间；工作台设置于转台上。

16、进一步，其中，所述三维打印轴和所述主轴均通过平移滑台可同步水平移动地设置于龙门架上。

17、进一步，当需要进行增材加工时，所述主轴上升缩入，所述三维打印轴上下移动并配合所述三维打印轴在所述龙门架上的平移，以及所述工作台在所述底座上的平移和所述转台的转动，打印出不同形状的零件。

18、进一步，当需要减材加工时，所述三维打印轴上升缩入，所述主轴上下移动并配合所述三维打印轴在所述龙门架上的平移，以及所述工作台在所述底座上的平移和所述转台的转动，通过所述主轴上设置的刀具对已打印好的零件的内侧或外侧进行切削或者雕铣的减材加工。

19、进一步，所述五轴增减材加工机包括两个升降滑台，所述三维打印轴通过其中一个所述升降滑台设置于所述平移滑台上，所述主轴通过另一个所述升降滑台设置于所述平移滑台上，其中两个所述升降滑台可独立移动。

20、进一步，所述安装块包括球头柱塞；所述球头柱塞凸出于所述安装块的内壁以与所述保护盖抵接。

21、进一步，所述激光头保护装置还包括护盖罩，所述护盖罩包括箱体和固定板，所述箱体设置有伸出口，所述固定板设置于所述箱体内；所述安装块可移动地设置于固定板上，以通过所述伸出口使所述保护盖伸出或者缩入所述箱体。

22、本发明的有益效果如下。

23、本发明的用于增减材加工设备的控制方法，设置有三维打印轴、主轴和转台，可实现增材加工和减材加工的不断切换，从而有利于解决复杂形状的零件一体化加工难题；采用零件一体化成形方式，避免零件的多次装夹定位，有利于提高加工精度和加工效率，满足高性能零部件加工需求；三维打印轴和主轴可同步水平移动同时，可独立地上下移动，并设置有激光头保护装置，可降低增材加工和减材加工之间的相互干涉，以及提高加工方式切换速率，降低系统控制难度。设置激光头保护装置对减材加工时的激光头进行保护，有利于防止激光头被切削液、碎屑等玷污，从而提高加工质量；激光头保护装置采用磁吸方式实现快速脱离或者覆盖激光头，同时配合采用卡位凸边与卡位凹槽配合的方式实现保护盖快速脱离或者连接安装块，从而满足增减材加工过程中频繁切换加工方式的需求，有利于保证加工速度同时提高加工质量。