金屬增材-減材復合成形裝備控制系統(tǒng)設計與研發(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，導致其3D打印加工制件在表面精度、粗糙度等指標上距離高端應用還存在較大差距，必須采用機加工等技術對成形件表面進行后處理才可滿足應用要求。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，實現(xiàn)選擇性激光熔化成形（增材制造）與傳統(tǒng)機加工（減材制造）復合制造新型工藝，同時設計與研發(fā)了金屬增材/減材復合成形裝備控制系統(tǒng)。
　　本論文設計的金屬增材/減材復合

2、成形裝備控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)金屬3D打印機上添加了機加工高速磨削主軸，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”。工控機控制軟件在原有金屬激光3D打印軟件中添加了數(shù)控機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，支持機加工參數(shù)及鋪粉參數(shù)靈活設置，并且全新設計了軟件UI界面。設備上位機軟件通過 PCI總線控制激光掃描振鏡，通過抽象API接口層實現(xiàn)與下位機控制系統(tǒng)軟件無縫對接；設備下位機以西門子Simotion為控制

3、核心，通過以太網(wǎng)總線采用UDP擴展協(xié)議和上位工控機軟件通信，通過DRIVE-CLiQ總線連接雙軸伺服電機模塊通過Profibus-DP總線遠程擴展ET200M IO模塊用于控制變頻器以及其它IO端口。裝備高速磨削機加工功能采用Simotion自帶PATH插補功能包實現(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口實現(xiàn)信號捕捉和解析。
　　本