一种五轴联动等离子增材设备的制作方法

本实用新型涉及等离子增材设备技术领域，尤其涉及一种五轴联动等离子增材设备。

背景技术：

随着科技的发展，3D打印越来越多的应用到我们的生产和生活中。3D打印是一种快速成型技术，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来成型的技术，也就是把一件物品分成多个薄层，3D打印就是逐层将薄层打印出来，并使之结合在一起的成型技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。尤其对于一些形状复杂，利用传统加工方法工艺复杂，成本高，利用3D打印则可以直接打印出来，节约工时成本，现有的3D打印技术一般采用激光等离子打印技术，耗材为球形粉，适合于小型高精度构件的加工制造，而对于一些大型损耗件的修复则不能快速完成修复，且存在修复成本过高的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、动作准确迅速、工作效率高的五轴联动等离子增材设备。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种五轴联动等离子增材设备，包括对称设置于机架上方的第一Y轴移动装置、设置于第一Y轴移动装置上方的第一X轴移动装置、固定于第一X轴移动装置侧部的第二Y轴移动装置、设置于第二Y轴移动装置侧部的Z轴移动装置和设置于Z轴移动装置下端的第二X轴移动装置，所述Z轴移动装置的侧部固定设有送粉器，所述第二X轴移动装置的下端设有等离子枪体，所述机架下方设有用于固定待加工件的紧固装置，所述机架侧方设有用于对第一Y轴移动装置、第一X轴移动装置、第二Y轴移动装置、Z轴移动装置和第二X轴移动装置进行控制的控制系统。

作为进一步的优化，第一Y轴移动装置包括分别设置于机架两侧的第一导轨、设置于第一导轨内侧下方的齿条和与齿条相配合的齿轮，所述齿轮之间设有连杆，所述第一X轴移动装置设置于连杆上方并与所述连杆转动连接，且所述第一X轴移动装置两端与第一导轨的上表面滑动配合。

作为进一步的优化，第一X轴移动装置包括护罩、第一丝杠和第一导向杆，所述第一丝杠和第一导向杆设置于护罩内，所述第一丝杠和第一导向杆通过托架与第二Y轴移动装置的一端相连，所述第一X轴移动装置的下方设有若干个与连杆相配合的轴承座。

作为进一步的优化，第二Y轴移动装置包括平行于第一导轨设置的悬臂、第二丝杠和第二导向杆，所述第二丝杠和第二导向杆平行设置，所述第二丝杠与Z轴移动装置侧部的螺母螺纹连接，所述第二导向杆与Z轴移动装置侧部的导向块滑动连接，所述第二丝杠和第二导向杆设置于Z轴移动装置的同侧。

作为进一步的优化，Z轴移动装置包括竖向导轨、设置于竖向导轨顶端的竖向气缸和与竖向导轨相配合的竖向导块，所述竖向导轨设置于Y轴移动装置的侧部。

作为进一步的优化，第二X轴移动装置包括横向导轨、设置于横向导轨一端的横向气缸和与横向气缸相配合的横向导块，所述横向导块的下端与等离子枪体的上端相连。

作为进一步的优化，紧固装置包括卡盘和顶丝，所述卡盘和顶丝分别设置于等离子枪体下方两侧，且平行于连杆的轴线。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型结构结单，成本低，通过采用等离子打印技术，利用金属粉末对铁轨等大型损耗件进行表面修复，设备结构简单，动作准确迅速，能够保证良好的修复效果，且耗材价格低廉，就有良好的社会经济效益。

附图说明

图1是本实用新型一种五轴联动等离子增材设备的结构示意图。

图2是图1中A-A的剖视图。

图3是图1中Ⅰ的局部放大图。

图4是图2中B-B的剖视图。

图中：100、第一Y轴移动装置；110、第一导轨；111、齿条；112、齿轮；113、连杆；200、第一X轴移动装置；210、护罩；220、第一丝杠；230、第一导向杆；240、轴承座；250、托架；300、第二Y轴移动装置；310、悬臂；320、第二丝杠；330、第二导向杆；400、Z轴移动装置；410、导轨；420、竖向气缸；430、竖向导块；440、送粉器；500、第二X轴移动装置；510、横向导轨；520、横向气缸；530、横向导块；540、等离子枪体；600、控制系统；610、卡盘；620、顶丝。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图4所示，一种五轴联动等离子增材设备，包括对称设置于机架上方的第一Y轴移动装置100、设置于第一Y轴移动装置100上方的第一X轴移动装置200、固定于第一X轴移动装置200侧部的第二Y轴移动装置300、设置于第二Y轴移动装置300侧部的Z轴移动装置400和设置于Z轴移动装置400下端的第二X轴移动装置500，所述Z轴移动装置400的侧部固定设有送粉器440，所述第二X轴移动装置500的下端设有等离子枪体540，所述机架下方设有用于固定待加工件的紧固装置，所述机架侧方设有用于对第一Y轴移动装置100、第一X轴移动装置200、第二Y轴移动装置300、Z轴移动装置400和第二X轴移动装置500进行控制的控制系统600。该增材设备通过将等离子枪体540设置于五轴联动机构的输出端实现等离子枪体540的精准定位，极大的扩展了等离子枪体540的覆盖范围，同时减小了整个设备的体积，具有灵活的自由度，便于对各种大型构件的外表面进行有效的修复，修复效果好且费用低廉。

本实用新型结构结单，成本低，通过采用等离子打印技术，利用金属粉末对铁轨等大型损耗件进行表面修复，设备结构简单，动作准确迅速，能够保证良好的修复效果，且耗材价格低廉，就有良好的社会经济效益。

作为进一步的优化，如图1至图2所示，第一Y轴移动装置100包括分别设置于机架两侧的第一导轨110、设置于第一导轨110内侧下方的齿条111和与齿条111相配合的齿轮112，所述齿轮112之间通过连杆113连接，所述第一X轴移动装置200设置于连杆113上方并与所述连杆113转动连接，且所述第一X轴移动装置200的两端与第一导轨110的上表面滑动配合。第一Y轴移动装置100的设置主要通过第一导轨110内侧下方的齿条111和齿轮112的配合实现装置的Y向移动，两个齿轮112分别与两侧的两个齿条111相啮合，齿轮112通过设置于第一Y轴移动装置100下方的电机进行驱动，形成齿轮122在齿条111上的同步运动，同时控制系统600对电机的驱动距离进行控制，该运动主要针对大距离的移动以及位置调整。齿条111和齿轮112的传动形式在保证稳定的前提下还能节约设备的成本具有良好的经济意义。

作为进一步的优化，如图2所示，第一X轴移动装置200包括护罩210、第一丝杠220和第一导向杆230，所述第一丝杠220和第一导向杆230设置于护罩210内，所述第一丝杠220和第一导向杆230通过托架250与第二Y轴移动装置300的一端相连，所述第一X轴移动装置200的下方设有若干个与连杆113相配合的轴承座240。第一X轴移动装置200横跨机体两侧设置，便于对长条形构件进行表面修复，通过采用第一丝杠220和螺母配合的形式，实现X向的水平移动，第一丝杠220的转动带动托架250沿第一导向杆230进行X向的移动，运动形式平稳均匀，便于保证修复过程中材料覆盖的均匀性，有利于提高修复质量。

作为进一步的优化，如图2所示，第二Y轴移动装置300包括平行于第一导轨110设置的悬臂310、第二丝杠320和第二导向杆330，所述第二丝杠320和第二导向杆330平行设置，所述第二丝杠320与Z轴移动装置400侧部的螺母螺纹连接，所述第二导向杆330与Z轴移动装置400侧部的导向块滑动配合，所述第二丝杠320和第二导向杆330设置于Z轴移动装置400的同侧。第二Y轴移动装置300的一端通过托架250固定在第一X轴移动装置200上，采用第二丝杠320和第二导向杆330相结合的形式，实现Z轴移动装置400沿第二丝杠320的Y向移动，主要进行Y向小距离的移动，实现对工件从一侧到另一侧的修复，结构运行平稳，修补效果好。

作为进一步的优化，如图2所示，Z轴移动装置400包括竖向导轨410、设置于竖向导轨410顶端的竖向气缸420和与竖向导轨410相配合的竖向导块430，所述竖向导轨410设置于Y轴移动装置300的侧部。Z轴移动装置主要实现竖直方向的移动过程，因为该装置一般用于长条形的管道以及轨道类构件进行表面修复，所以在竖向仅采用一个移动装置即可实现有效行程，且该行程方向采用竖向气缸420带动竖向导块430沿竖向导轨410平稳移动，实现竖向移动的稳定性。

作为进一步的优化，如图3所示，第二X轴移动装置500包括横向导轨510、设置于横向导轨510一端的横向气缸520和与横向气缸520相配合的横向导块530，所述横向导块530的下端与等离子枪体540的上端相连。第二X轴移动装置500设置于竖向导轨410的下端主要实现等离子枪体540的X向的微调，同样采用设置于横向导块530一端的横向气缸520进行驱动，便于实现等离子枪体540位置的精准定位，以及对局部小面积修复的往复形成的控制。

作为进一步的优化，如图1所示，紧固装置包括卡盘610和顶丝620，所述卡盘610和顶丝620分别设置于等离子枪体540下方两侧，且平行于连杆113的轴线。卡盘610和顶丝620配合作用，能够实现圆形柱体的绕自身轴线的旋转，在圆形柱体转动的同时，通过控制系统600控制五轴联动，实现对整个管体圆周向外表面的整体修复，具有 良好的使用价值。

本实用新型结构结单，成本低，通过采用等离子打印技术，利用金属粉末对铁轨等大型损耗件进行表面修复，设备结构简单，动作准确迅速，能够保证良好的修复效果，且耗材价格低廉，就有良好的社会经济效益。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。