金屬增材-減材復(fù)合成形裝備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā).pdf

1、針對粉末金屬材料選區(qū)激光熔化固有的球化現(xiàn)象以及臺階現(xiàn)象，導(dǎo)致其3D打印加工制件在表面精度、粗糙度等指標(biāo)上距離高端應(yīng)用還存在較大差距，必須采用機(jī)加工等技術(shù)對成形件表面進(jìn)行后處理才可滿足應(yīng)用要求。針對此問題，本論文提出在激光掃描逐層疊加成形的過程中引入逐層高速磨削加工工藝，實(shí)現(xiàn)選擇性激光熔化成形（增材制造）與傳統(tǒng)機(jī)加工（減材制造）復(fù)合制造新型工藝，同時(shí)設(shè)計(jì)與研發(fā)了金屬增材/減材復(fù)合成形裝備控制系統(tǒng)。
　　本論文設(shè)計(jì)的金屬增材/減材復(fù)合

2、成形裝備控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)金屬3D打印機(jī)上添加了機(jī)加工高速磨削主軸，并且引入“落粉式”鋪粉系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)“指定鋪粉區(qū)間雙向鋪粉”。工控機(jī)控制軟件在原有金屬激光3D打印軟件中添加了數(shù)控機(jī)加工功能模塊以及增材與制造兩種不同工序柔性轉(zhuǎn)換功能模塊，支持機(jī)加工參數(shù)及鋪粉參數(shù)靈活設(shè)置，并且全新設(shè)計(jì)了軟件UI界面。設(shè)備上位機(jī)軟件通過 PCI總線控制激光掃描振鏡，通過抽象API接口層實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)控制系統(tǒng)軟件無縫對接；設(shè)備下位機(jī)以西門子Simotion為控制

3、核心，通過以太網(wǎng)總線采用UDP擴(kuò)展協(xié)議和上位工控機(jī)軟件通信，通過DRIVE-CLiQ總線連接雙軸伺服電機(jī)模塊通過Profibus-DP總線遠(yuǎn)程擴(kuò)展ET200M IO模塊用于控制變頻器以及其它IO端口。裝備高速磨削機(jī)加工功能采用Simotion自帶PATH插補(bǔ)功能包實(shí)現(xiàn)，手輪同步功能采用SMC30外部編碼器模塊以及Simotion齒輪同步功能包實(shí)現(xiàn)，數(shù)控面板按鍵信息采用Trace虛擬示波器以及數(shù)字量IO口實(shí)現(xiàn)信號捕捉和解析。
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