一种多工位近净成形空间曲面的方法及装置

技术特征：
1.一种多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：包括固定底座(1)、第一立柱(3)、龙门吊(4)、增材模块(7)、复合移动平台、磨削减材模块(8)、激光减材模块(70)、工作台(9)、第一连接件(20)；所述龙门吊(4)包括龙门吊横梁(41)和龙门吊立柱(42)，龙门吊立柱(42)位于龙门吊横梁(41)两端且固定于固定底座(1)上；所述龙门吊横梁(41)内设有第一驱动机构(18)，所述增材模块(7)和磨削减材模块(8)在第一驱动机构(18)驱动下相对于龙门吊横梁(41)水平移动，所述增材模块(7)、激光减材模块(70)和磨削减材模块(8)设置于龙门吊横梁(41)下方，且所述增材模块(7)和磨削减材模块(8)分别对工作台(9)上的工件进行增材加工和减材加工；所述激光减材模块(70)用于对工作台(9)上的工件侧面进行减材加工；所述复合移动平台包括上移动台(5)和下移动台(6)，所述固定底座(1)内设有第二驱动机构(15)和第三驱动机构(16)，所述下移动台(6)连接于上移动台(5)的下方且在第三驱动机构(16)驱动下相对于固定底座(1)可水平移动，所述上移动台(5)在第二驱动机构(15)驱动下相对于固定底座(1)可水平移动，所述上移动台(5)和下移动台(6)的水平移动方向互相垂直；所述龙门吊立柱(42)内设有用于驱动龙门吊横梁(41)上下移动的第四驱动机构(17)；工作台(9)至少两个端部外侧分别对应设有所述第一立柱(3)，所述第一立柱(3)固定于上移动台(5)上方；所述第一立柱(3)内设有用于驱动工作台(9)端部上下移动的第五驱动机构(19)，所述工作台(9)的端部通过第一连接件(20)与第五驱动机构(19)连接，工作台(9)不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台(9)倾斜。2.根据权利要求1所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述固定底座(1)包括上底座(101)，所述第三驱动机构(16)位于上底座(101)内，包括第三驱动电机(161)和x向滚珠丝杠(162)；所述下移动台(6)包括下平板(601)和位于下平板(601)下方的多个连接板(602)，所述上底座(101)设有供连接板(602)穿过的条形孔(1011)，所述连接板(602)的下部与x向滚珠丝杠(162)连接，其中一所述x向滚珠丝杠(162)由第三驱动电机(161)驱动，连接板(602)下部的x向滚珠丝杠(162)与连接板(602)相对应的条形孔(1011)错位设置；所述上移动台(5)包括上平板(501)和位于上平板(501)下方的下滑块(502)，所述下平板(601)上部开设有导向槽(6011)，所述下滑块(502)与导向槽(6011)滑动配合。3.根据权利要求1所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述第一连接件(20)包括球销座(201)、球头销(202)、连接杆(203)，所述球销座(201)一端与工作台(9)一端部连接，另一端与球头销(202)连接配合，所述连接杆(203)套设于球头销(202)外，所述第五驱动机构(19)与连接杆(203)连接。4.根据权利要求3所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述工作台(9)至少两端部设有延伸杆(91)，所述延伸杆(91)与球销座(201)连接。5.根据权利要求3所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述第五驱动机构(19)包括第五驱动电机(191)、第五支撑座(192)、第五滚珠丝杠(193)和第五丝杠连接件(194)，所述第五滚珠丝杠(193)竖直设置，所述第五驱动电机(191)用于驱动第五滚珠丝杠(193)旋转，所述第五支撑座(192)支撑在第五滚珠丝杠(193)两端，所述第五丝杠连接件
(194)套设在第五滚珠丝杠(193)外，所述第五丝杠连接件(194)自第一立柱(3)内延伸至第一立柱(3)外并与第一连接件(20)连接。6.根据权利要求5所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述第一立柱(3)在靠近工作台(9)一侧开设有前槽，所述第五丝杠连接件(194)穿过前槽与连接杆(203)铰接，所述第五滚珠丝杠(193)与前槽错位设置。7.根据权利要求1至6中任一项所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述装置还包括至少两个伸缩杆(10)、伸缩杆固定块(12)、侧板(13)、固定板(14)，所述第二驱动机构(15)包括第二驱动电机(151)和y向滚珠丝杠(153)，所述伸缩杆固定块(12)、固定板(14)、第二驱动机构(15)均分别设置于上底座(101)相对的两侧，所述上移动台(5)通过伸缩杆(10)与伸缩杆固定块(12)连接；所述伸缩杆固定块(12)两端分别与固定板(14)套接所述，第二驱动电机(151)固定于上底座(101)的侧面挖孔内，且通过固定板(14)将侧面挖孔进行密封,所述第二驱动电机(151)与y向滚珠丝杠(153)连接并驱动y向滚珠丝杠(153)转动，所述y向滚珠丝杠(153)驱动伸缩杆固定块(12)水平移动。8.根据权利要求1至6中任一项所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述第一驱动机构(18)包括第一驱动电机(181)、第一支撑座(182)、第一滚珠丝杠(183)、第一丝杠螺母(184)和联轴器(185)，两个旋转方向相反的第一滚珠丝杠(183)水平设置并且通过联轴器(185)连接，所述第一驱动电机(181)用于驱动第一滚珠丝杠(183)旋转，所述第一支撑座(182)支撑在第一滚珠丝杠(183)端部，两个所述第一丝杠螺母(184)分别套设在第一滚珠丝杠(183)外，所述第一丝杠螺母(184)分别与增材模块(7)和磨削减材模块(8)连接。9.根据权利要求1至6中任一项所述的多工位近净成形空间曲面的装置，其特征在于：所述磨削减材模块包括砂轮立柱(82)、位于砂轮立柱(82)外且用于铣削或磨削工件侧面的小砂轮(81)，以及位于砂轮立柱(82)内的砂轮电机(85)、砂轮摆动轴(86)和砂轮摆动柱(87)，所述砂轮电机(85)驱动水平设置的砂轮摆动轴(86)转动以带动小砂轮(81)摆动，所述砂轮摆动柱(87)上下两端分别与砂轮摆动轴(86)、小砂轮(81)连接。10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的多工位近净成形空间曲面的方法，其特征在于：包括以下步骤：将工件放置于工作台(9)上，开启增材模块(7)发射激光在工件表面产生熔池，将原料送至增材模块(7)下并在激光的作用下于熔池处熔化并固化在工件上，开启磨削减材模块(8)对固化后的工件侧面进行减材加工，改变工作台(9)上工件和增材模块(7)、磨削减材模块(8)的相对位置，达到预设厚度层后，向上移动增材模块(7)，开始下一厚度层的增材加工；所述改变工作台(9)上工件和增材模块(7)、磨削减材模块(8)的相对位置包括以下方式：方式a：开启第五驱动机构(19)驱动工作台(9)倾斜；方式b：开启第一驱动机构(18)驱动增材模块(7)和磨削减材模块(8)水平移动；方式c：开启第二驱动机构(15)驱动上移动台(5)水平移动；方式d：开启第三驱动机构(16)驱动下移动台(6)水平移动；所述减材加工具体包括：旋转磨削减材模块(8)的小砂轮(81)至与工件侧面贴合对工
件进行侧面磨削；和调整激光减材模块(70)的激光发射方向，开启激光减材模块(70)发射激光对工件侧面进行减材加工；所述向上移动增材模块(7)的具体步骤包括：开启龙门吊立柱(42)内的第四驱动机构(17)带动龙门吊横梁(41)向上移动。

技术总结
本发明公开了一种多工位近净成形空间曲面的装置，包括固定底座、第一立柱、增材模块、复合移动平台、磨削减材模块、工作台、激光减材模块；增材模块和磨削减材模块相对于龙门吊横梁水平移动；复合移动平台的下移动台连接于上移动台的下方且相对于下移动台可水平移动，上移动台相对于固定底座可水平移动；龙门吊横梁相对于龙门吊立柱可上下移动；至少两个第一立柱分别设置在工作台两端部外侧且固定于上移动台上方，工作台相对于第一立柱可倾斜。本发明具有结构紧凑等优点。明具有结构紧凑等优点。明具有结构紧凑等优点。


技术研发人员：肖罡 仪传明 杨钦文 李时春 戴璐祎 詹海鸿
受保护的技术使用者：江西应用科技学院
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2022/5/10