本實(shí)用新型屬于金屬增材制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬增材制造中自動(dòng)補(bǔ)絲過(guò)程。

背景技術(shù)：

金屬直接沉積增材制造技術(shù)是指在惰性氣氛或真空環(huán)境中，利用熱源(如激光、電子束、電弧等)熔化送進(jìn)的金屬材料，按照預(yù)先規(guī)劃的路徑層層堆積以制備金屬零件的技術(shù)。在金屬直接沉積增材制造技術(shù)中，激光或電弧增材設(shè)備為了維持惰性氣體環(huán)境，需要密閉的惰性氣體保護(hù)艙，電子束增材設(shè)備則需要真空室。

目前，在金屬直接沉積增材制造技術(shù)中，送進(jìn)的原材料形式主要有粉末與絲材。當(dāng)使用絲材作為原材料時(shí)，絲材通常需要纏繞在卷軸上，在進(jìn)行零件加工前，儲(chǔ)絲卷軸會(huì)預(yù)先放入工作艙中裝配好。絲卷重量一般較小，專(zhuān)用的卷軸可以大些，如美國(guó)Sicaky公司電子束熔絲成形絲卷儲(chǔ)絲重量可以達(dá)到幾十公斤。但是，加工大型零件時(shí)，所需要的原材料往往很多，需要不斷補(bǔ)充絲材。

現(xiàn)有技術(shù)中，熔絲增材制造設(shè)備大多采用打開(kāi)密閉艙門(mén)補(bǔ)充絲材的辦法。而該方法中，真空電子束熔絲設(shè)備開(kāi)艙門(mén)補(bǔ)料的時(shí)間約為6小時(shí)以上，其中包含了零件冷卻、放氣、補(bǔ)絲、抽真空的時(shí)間；電弧或激光熔絲成形需要釋放密閉艙中的惰性氣體、補(bǔ)絲、重新洗氣以達(dá)到工作環(huán)境和壓力，時(shí)間約為20個(gè)小時(shí)。在進(jìn)行大型零件的加工時(shí)，零件重量達(dá)到數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)絲盤(pán)重量，采用開(kāi)艙門(mén)補(bǔ)充材料將導(dǎo)致效率低下；同時(shí)由于換絲時(shí)氣氛艙室調(diào)整的時(shí)間較長(zhǎng)，在制造零件時(shí)溫度將降低，容易出現(xiàn)前后換絲銜接處的零件質(zhì)量問(wèn)題，由此將增加后續(xù)零件的處理難度，大大增加工作時(shí)間及成本。另外也有將儲(chǔ)絲裝置放在工作艙外部以方便補(bǔ)充絲材的辦法，這種方法需要將絲材穿過(guò)工作艙壁，不利于維持工作艙環(huán)境的純凈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種用于金屬增材制造的自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，本實(shí)用新型將多個(gè)儲(chǔ)絲單元置于工作艙中，通過(guò)自動(dòng)上絲，可以連續(xù)更換用盡的絲卷，無(wú)需破壞保護(hù)氣氛，提高了補(bǔ)絲效率，縮短了換絲時(shí)間。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種用于金屬增材制造的自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，包括可用于進(jìn)行金屬增材制造的工作艙，工作艙內(nèi)的底部安置有料架，料架上設(shè)置有多個(gè)存儲(chǔ)有絲盤(pán)的儲(chǔ)絲單元，料架的側(cè)部設(shè)置有可更換儲(chǔ)絲單元的換絲單元，換絲單元與料架之間設(shè)置有可運(yùn)送儲(chǔ)絲單元的搬運(yùn)單元，工作艙內(nèi)部還設(shè)置有可為加工頭提供金屬絲的送絲單元；補(bǔ)絲時(shí)，搬運(yùn)單元將用盡金屬絲的儲(chǔ)絲單元從換絲單元運(yùn)送至料架上，并從料架上將可替換的儲(chǔ)絲單元運(yùn)送至換絲單元上，在送絲單元的作用下為加工頭提供金屬絲。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，儲(chǔ)絲單元包括內(nèi)設(shè)絲盤(pán)的機(jī)箱罩，絲盤(pán)的一側(cè)設(shè)置有可夾持絲盤(pán)自由端金屬絲的第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴，第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴固定設(shè)置于機(jī)箱罩內(nèi)壁；第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴的金屬絲伸出側(cè)設(shè)置有可夾持金屬絲的夾頭組件，機(jī)箱罩外側(cè)對(duì)應(yīng)于夾頭組件位置處設(shè)置有可導(dǎo)出夾頭組件中伸出金屬絲的第一出絲導(dǎo)嘴，第一出絲導(dǎo)嘴外連送絲單元的進(jìn)絲端。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，夾頭組件包括電磁鐵和與電磁鐵間隔設(shè)置的彈性部，電磁鐵具有電磁鐵固定端和電磁鐵活動(dòng)端，電磁鐵固定端固定于機(jī)箱罩內(nèi)側(cè)壁上，電磁鐵活動(dòng)端在不通電狀態(tài)下伸出電磁鐵固定端與彈性部接觸以?shī)A持金屬絲；彈性部包括固定于機(jī)箱罩內(nèi)側(cè)壁上的固定端，固定端上安裝有第一彈簧，第一彈簧的自由端安裝有活動(dòng)端，活動(dòng)端的一側(cè)設(shè)置有可調(diào)節(jié)第一彈簧伸縮長(zhǎng)度的手柄；電磁鐵通電狀態(tài)下，電磁鐵活動(dòng)端與彈性部的活動(dòng)端之間形成可通過(guò)金屬絲的絲材間隙。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，電磁鐵活動(dòng)端的底部間隔突出有多個(gè)凸起，彈性部的活動(dòng)端頂部對(duì)應(yīng)于凸起設(shè)置有多個(gè)輥輪，凸起與輥輪接觸時(shí)夾持金屬絲。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，機(jī)箱罩的一側(cè)側(cè)壁為剛性板狀的機(jī)架，機(jī)箱罩內(nèi)的絲盤(pán)安裝于芯軸上，芯軸的一端安裝有可固定絲盤(pán)的螺母，芯軸的另一端伸出機(jī)架外部，該側(cè)的芯軸端部安裝有第一齒輪，機(jī)架的外側(cè)面上設(shè)置有可與第一齒輪嚙合與分離的離合器。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，離合器包括固定設(shè)置于機(jī)架外側(cè)面上的第一導(dǎo)向塊和第二導(dǎo)向塊，第一導(dǎo)向塊和第二導(dǎo)向塊上下間隔設(shè)置，第一導(dǎo)向塊與第二導(dǎo)向塊的一側(cè)設(shè)置有固定于機(jī)架外側(cè)面上的彈簧保持座，彈簧保持座上安裝有第二彈簧，第二彈簧的自由端安裝有可在第一導(dǎo)向塊和第二導(dǎo)向塊上滑行的滑塊，滑塊的端部為可與第一齒輪相嚙合的輪齒。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，換絲單元包括安裝于工作艙內(nèi)部側(cè)壁上的安裝座，安裝座上設(shè)置有底板，底板上安裝有可在底板上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑臺(tái)，滑臺(tái)上可安裝儲(chǔ)絲單元，滑臺(tái)的一端安裝有可驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)缸，底板上設(shè)置有可供滑臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，滑臺(tái)的兩端端部設(shè)置可對(duì)儲(chǔ)絲單元進(jìn)行限位和固定的限位塊，滑臺(tái)上設(shè)置有可在需更換絲材時(shí)抽出深入加工頭內(nèi)部金屬絲的回繞單元；回繞單元包括安裝于滑臺(tái)上的底座，底座上設(shè)置有導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊上配合設(shè)置有活動(dòng)安裝座，活動(dòng)安裝座的一端設(shè)置有可驅(qū)動(dòng)活動(dòng)安裝座在導(dǎo)向塊上運(yùn)動(dòng)的氣缸；活動(dòng)安裝座上設(shè)置有可與第一齒輪相嚙合的第二齒輪，第二齒輪的中心軸連接有可驅(qū)動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，送絲單元包括第二進(jìn)絲導(dǎo)嘴和第二出絲導(dǎo)嘴，第二進(jìn)絲導(dǎo)嘴和第二出絲導(dǎo)嘴之間設(shè)置有第一輥輪對(duì)和第二輥輪對(duì)，第一輥輪對(duì)和第二輥輪對(duì)的側(cè)部設(shè)置有可驅(qū)動(dòng)輥輪對(duì)運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)；第二輥輪對(duì)的上端設(shè)置有可感知金屬絲的位移傳感器。

一種用于金屬增材制造的自動(dòng)補(bǔ)絲方法，使用上述自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，包括以下步驟：

取下待用盡的儲(chǔ)絲單元：

送絲單元反向運(yùn)動(dòng)，加工頭中的剩絲通過(guò)送絲單元返回儲(chǔ)絲單元；同時(shí)， 回繞單元帶動(dòng)絲盤(pán)旋轉(zhuǎn)，將剩絲回纏到絲盤(pán)上；當(dāng)剩絲經(jīng)過(guò)第二輥輪時(shí)，位移傳感器發(fā)出信號(hào)；送絲單元停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)夾頭組件電磁鐵上電，將金屬絲夾緊；接著，回繞單元的氣缸桿部回抽，使第二齒輪與第一齒輪脫離，同步地，離合器對(duì)第一齒輪制動(dòng)；換絲單元帶動(dòng)儲(chǔ)絲單元向遠(yuǎn)離送絲單元的方向運(yùn)動(dòng)預(yù)定距離，使剩絲從送絲單元中完全脫離；搬運(yùn)單元抓取換絲單元上的儲(chǔ)絲單元，將其放置在料架上預(yù)定的位置上；

更換新的儲(chǔ)絲單元：

搬運(yùn)單元抓取料架上的儲(chǔ)絲單元，將其放置在換絲單元的滑臺(tái)上并固定；啟動(dòng)回繞單元中的氣缸，使第二齒輪與第一齒輪嚙合，同步地，離合器對(duì)第一齒輪解除制動(dòng)；換絲單元中的電缸帶動(dòng)儲(chǔ)絲單元向送絲單元的方向運(yùn)動(dòng)預(yù)定距離，使絲端伸出部分進(jìn)入送絲單元；當(dāng)絲端伸出部份通過(guò)第二輥輪時(shí)，位移傳感器發(fā)出信號(hào)；同時(shí)夾頭組件電磁鐵斷電，解除金屬絲夾緊狀態(tài)；送絲單元正向運(yùn)動(dòng)，將金屬絲送入加工頭，直至從加工頭穿出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本實(shí)用新型的自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，將多個(gè)儲(chǔ)絲單元置于工作艙中，通過(guò)自動(dòng)上絲，可以連續(xù)更換用盡的絲卷，無(wú)需破壞保護(hù)氣氛，提高了補(bǔ)絲效率，縮短了換絲時(shí)間；

2、本實(shí)用新型的自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，因其換絲過(guò)程均在工作艙內(nèi)進(jìn)行，工作艙上無(wú)需開(kāi)孔，因此工作艙中氣氛更容易維持純凈狀態(tài)，提高了加工質(zhì)量；

3、本實(shí)用新型適用范圍廣，可適用于熔化絲材沉積成形的金屬直接增材制造技術(shù)，包括電子束、激光、電弧、等離子弧熔絲沉積技術(shù)等。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型自動(dòng)補(bǔ)絲裝置的示意圖；

圖2為圖1中儲(chǔ)絲單元的主視圖；

圖3為圖1中儲(chǔ)絲單元的俯視圖；

圖4為圖1中儲(chǔ)絲單元的后視圖；

圖5為夾頭組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為送絲單元與換絲單元的原理示意主視圖；

圖7為送絲單元與換絲單元的原理示意俯視圖；

圖8為離合器與回繞單元的第一原理示意圖；

圖9為離合器與回繞單元的第二原理示意圖。

以上各圖中：1、工作艙；2、料架；3、搬運(yùn)單元；4、儲(chǔ)絲單元；5、加工頭；6、送絲單元；7、換絲單元；8、機(jī)箱罩；9、搬運(yùn)接口；10、夾頭組件；11、第一出絲導(dǎo)嘴；12、絲端伸出部分；13、受電插頭；14、螺母；15、絲盤(pán)；16、金屬絲；17、機(jī)架；18；軸承；19、芯軸；20、第一齒輪；21、離合器；22、第一彈簧；23、手柄；24、第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴；25、電磁鐵活動(dòng)端；26、電磁鐵固定端；27、輥輪；28、活動(dòng)端；29、固定端；30、安裝座；31、底板；32、導(dǎo)軌；33、電動(dòng)缸；34、滑臺(tái)；35、限位塊；36、回繞單元；37、第二進(jìn)絲導(dǎo)嘴；38、第一電機(jī)；39、位移傳感器；40、第二出絲導(dǎo)嘴；41、第一輥輪對(duì)；42、第二輥輪對(duì)、43、供電插孔；44、第一導(dǎo)向塊；45、彈簧保持座；46、第二彈簧；47、第二導(dǎo)向塊；48、滑塊；49、活動(dòng)安裝座；50、導(dǎo)向塊；51、底座；52、氣缸；53、第二電機(jī)；54、第二齒輪。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖1所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

參見(jiàn)圖1，是本實(shí)用新型自動(dòng)補(bǔ)絲裝置的示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型用于金屬增材制造的自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，包括可用于進(jìn)行金屬增材制造的工作艙 1，該工作艙1為密閉的艙室，可以為真空環(huán)境，也可以為常壓惰性氣體環(huán)境，其內(nèi)還設(shè)置有金屬增材制造中不可獲缺的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)等公知內(nèi)容，因其不屬于本實(shí)用新型中重點(diǎn)保護(hù)的自動(dòng)換絲的實(shí)用新型構(gòu)思，因此在附圖1中將該部分省略，但是需要說(shuō)明的是，該部分是整個(gè)金屬增材制造技術(shù)中不可獲缺的。工作艙1內(nèi)的底部安置有料架2，該料架2可根據(jù)工作艙的大小設(shè)定，不局限于長(zhǎng)度與大小。料架2上設(shè)置有多個(gè)存儲(chǔ)有絲盤(pán)15的儲(chǔ)絲單元4，儲(chǔ)絲單元4間隔設(shè)置于料架上，以便于取放，且在通常情況下，每個(gè)儲(chǔ)絲單元的放置位置為固定且精準(zhǔn)的放置。絲盤(pán)15上可纏繞金屬絲16，料架2的側(cè)部設(shè)置有可更換儲(chǔ)絲單元4的換絲單元7，換絲單元7與料架2之間設(shè)置有可運(yùn)送儲(chǔ)絲單元4的搬運(yùn)單元3，搬運(yùn)單元3外連控制器，并在控制器的控制下搬送儲(chǔ)絲單元，工作艙1內(nèi)部還設(shè)置有可為加工頭5提供金屬絲的送絲單元6；補(bǔ)絲時(shí)，控制器控制搬運(yùn)單元工作，搬運(yùn)單元將用盡金屬絲的儲(chǔ)絲單元從換絲單元運(yùn)送至料架上，并從料架上將可替換的儲(chǔ)絲單元運(yùn)送至換絲單元上，在送絲單元的作用下為加工頭提供金屬絲。

上述中，換絲機(jī)構(gòu)7的作用是將儲(chǔ)絲單元4與送絲機(jī)構(gòu)6對(duì)接或脫離，送絲單元6的作用是對(duì)金屬絲施加軸向力，驅(qū)動(dòng)其送進(jìn)或反向運(yùn)動(dòng)，送絲單元6固定在換絲單元7上。同時(shí)，需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，料架與儲(chǔ)絲單元之間設(shè)置定位裝置，該定位裝置可為簡(jiǎn)單的錐孔與錐體的配合，可為凹陷與凸起的配合，也可為感應(yīng)器的精準(zhǔn)定位卡合，在此對(duì)其配合不做具體限定，只要保證儲(chǔ)絲單元在料架上維持相對(duì)穩(wěn)定即可。上述的搬運(yùn)單元可為現(xiàn)有中常用的工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)床等結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步參見(jiàn)圖2和圖5，如圖所示，儲(chǔ)絲單元4包括內(nèi)設(shè)絲盤(pán)15的機(jī)箱罩8，機(jī)箱罩8為塑料或薄鋼板結(jié)構(gòu)，其上安裝有搬運(yùn)接口9，可以與搬運(yùn)單元3對(duì)接，以固定并移動(dòng)；底部設(shè)置有受電插頭13，便于電源的連接。絲盤(pán)15的一側(cè)設(shè)置有可夾持絲盤(pán)自由端金屬絲的第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴24，第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴24固定設(shè)置于機(jī)箱罩8內(nèi)壁；第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴24的金屬絲伸出側(cè)設(shè)置有可夾持金屬絲的夾頭組件10，機(jī)箱罩8外側(cè)對(duì)應(yīng)于夾頭組件位置處設(shè)置有可導(dǎo)出夾頭組件中伸出 金屬絲的第一出絲導(dǎo)嘴11，第一出絲導(dǎo)嘴11外連送絲單元的進(jìn)絲端。

繼續(xù)參見(jiàn)圖5，夾頭組件10包括電磁鐵和與電磁鐵間隔設(shè)置的彈性部，電磁鐵具有電磁鐵固定端26和電磁鐵活動(dòng)端25，電磁鐵固定端26固定于機(jī)箱罩內(nèi)側(cè)壁上，電磁鐵活動(dòng)端25在不通電狀態(tài)下伸出電磁鐵固定端26與彈性部接觸以?shī)A持金屬絲；彈性部包括固定于機(jī)箱罩內(nèi)側(cè)壁上的固定端29，固定端29上安裝有第一彈簧22，第一彈簧22的自由端安裝有活動(dòng)端28，活動(dòng)端28的一側(cè)設(shè)置有可調(diào)節(jié)第一彈簧伸縮長(zhǎng)度的手柄23；電磁鐵通電狀態(tài)下，電磁鐵活動(dòng)端25與彈性部的活動(dòng)端28之間形成可通過(guò)金屬絲的絲材間隙。

另外，上述電磁鐵活動(dòng)端25的底部間隔突出有多個(gè)凸起，便于增大摩擦力，夾緊金屬絲；彈性部的活動(dòng)端28頂部對(duì)應(yīng)于凸起設(shè)置有多個(gè)輥輪27，凸起與輥輪接觸時(shí)夾持金屬絲。電磁鐵活動(dòng)端25未通電時(shí)為伸出狀態(tài)，即端部有向下的作用力；彈性部常態(tài)下在彈簧彈力作用下，活動(dòng)端有向上的彈性力，兩個(gè)力作用在金屬絲上，將其夾緊，防止松脫。

上述中，夾頭組件的具體工作如下：當(dāng)裝入金屬絲時(shí)，拉下手柄23，將金屬絲引入夾頭組件10中間并穿過(guò)第一出絲導(dǎo)嘴11，使絲端伸出部分12的長(zhǎng)度預(yù)留一段長(zhǎng)度，松開(kāi)手柄23，將金屬絲夾緊，當(dāng)需要進(jìn)行送絲動(dòng)作時(shí)，電磁鐵通電，電磁鐵活動(dòng)端25向上收縮，金屬絲在送絲機(jī)牽引下，自由送進(jìn)；當(dāng)不需要絲材運(yùn)動(dòng)時(shí)，電磁鐵斷電，電磁鐵活動(dòng)端25向下彈出，再次將絲材夾緊。

繼續(xù)參見(jiàn)圖2-圖4，機(jī)箱罩8的一側(cè)側(cè)壁為剛性板狀的機(jī)架17，機(jī)箱罩8內(nèi)的絲盤(pán)15安裝于芯軸19上，機(jī)架上安裝有軸承18，芯軸19穿過(guò)軸承18，其中芯軸19的一端安裝有可固定絲盤(pán)的螺母14，芯軸19的另一端(即安裝有軸承的一端)伸出機(jī)架17外部，該側(cè)的芯軸端部安裝有第一齒輪20，機(jī)架17的外側(cè)面上設(shè)置有可與第一齒輪20嚙合與分離的離合器21。絲盤(pán)15為常用的工字輪，其上纏繞金屬絲16，絲盤(pán)15安裝在芯軸19上，螺母14旋緊時(shí)，與芯軸19上的軸肩一起將絲盤(pán)15夾緊，防止其與芯軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步的，為了防止絲盤(pán)15與芯軸19產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲盤(pán)上還開(kāi)設(shè)有銷(xiāo)孔，芯軸19上對(duì)應(yīng)于銷(xiāo)孔設(shè)有固定的銷(xiāo)釘，安裝絲盤(pán)時(shí)，需要將銷(xiāo)孔對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)釘方可安裝到位。 金屬絲16的端部從絲盤(pán)15上引出后，通過(guò)導(dǎo)絲嘴24進(jìn)入夾頭組件10，然后由出絲導(dǎo)嘴11引出。

參見(jiàn)圖8，如圖8所示，上述離合器21包括固定設(shè)置于機(jī)架外側(cè)面上的第一導(dǎo)向塊44和第二導(dǎo)向塊47，第一導(dǎo)向塊44和第二導(dǎo)向塊47上下間隔設(shè)置，第一導(dǎo)向塊與第二導(dǎo)向塊的一側(cè)設(shè)置有固定于機(jī)架外側(cè)面上的彈簧保持座45，彈簧保持座45上安裝有第二彈簧46，第二彈簧46的自由端安裝有可在第一導(dǎo)向塊和第二導(dǎo)向塊上滑行的滑塊48，第二彈簧46提供彈性力，使得滑塊48向右運(yùn)動(dòng)。滑塊48的端部為可與第一齒輪20相嚙合的輪齒，以避免絲盤(pán)15的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步參見(jiàn)圖8和圖9，當(dāng)儲(chǔ)絲單元4未被安裝上換絲單元7時(shí)，離合器21對(duì)第一齒輪制動(dòng)；回繞單元36上的第二齒輪54在氣缸52作用下，處于靠右側(cè)位置，為儲(chǔ)絲單元4的安裝留出空間；當(dāng)儲(chǔ)絲單元4被安裝上換絲單元7后，氣缸52推動(dòng)活動(dòng)安裝座49并帶動(dòng)第二齒輪54向左運(yùn)動(dòng)，與第一齒輪20嚙合；同時(shí)，活動(dòng)安裝座49還將滑塊48向左頂，使其脫離第一齒輪20，解除制動(dòng)。此時(shí)，第二齒輪與電機(jī)的摩擦阻力對(duì)絲盤(pán)15起到阻尼作用，仍可以防止其隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，避免金屬絲16散開(kāi)。

參見(jiàn)圖6-圖9，如圖所示，換絲單元7包括安裝于工作艙內(nèi)部側(cè)壁上的安裝座30，安裝座30上設(shè)置有底板31，底板31上安裝有可在底板上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑臺(tái)34，滑臺(tái)34上可安裝儲(chǔ)絲單元4，滑臺(tái)34的一端安裝有可驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)缸33，底板上設(shè)置有可供滑臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌32。滑臺(tái)34的兩端端部設(shè)置可對(duì)儲(chǔ)絲單元進(jìn)行限位和固定的限位塊35，滑臺(tái)34上設(shè)置有可在需更換絲材時(shí)抽出深入加工頭內(nèi)部金屬絲的回繞單元36；回繞單元36包括安裝于滑臺(tái)34上的底座51，底座51上設(shè)置有導(dǎo)向塊50，導(dǎo)向塊50上配合設(shè)置有活動(dòng)安裝座49，活動(dòng)安裝座49的一端設(shè)置有可驅(qū)動(dòng)活動(dòng)安裝座在導(dǎo)向塊上運(yùn)動(dòng)的氣缸52；活動(dòng)安裝座49上設(shè)置有可與第一齒輪20相嚙合的第二齒輪54，第二齒輪54的中心軸連接有可驅(qū)動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)53。

上述送絲單元6包括第二進(jìn)絲導(dǎo)嘴37和第二出絲導(dǎo)嘴40，第二進(jìn)絲導(dǎo)嘴 37和第二出絲導(dǎo)嘴40之間設(shè)置有第一輥輪對(duì)41和第二輥輪對(duì)42，第一輥輪對(duì)41和第二輥輪對(duì)42的側(cè)部設(shè)置有可驅(qū)動(dòng)輥輪對(duì)運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)38；第二輥輪對(duì)42的上端設(shè)置有可感知金屬絲的位移傳感器39，位移傳感器39外連機(jī)床控制系統(tǒng)，以將感知信號(hào)傳送至機(jī)床控制系統(tǒng)。送絲單元6上還設(shè)置有供電插孔43，便于外部電源的連接。

另外，在本實(shí)用新型中，定義送絲單元6上的第一進(jìn)絲導(dǎo)嘴37入口至第二輥輪42中心之間的距離為L(zhǎng)1，換絲單元的電缸33推動(dòng)滑臺(tái)35并帶動(dòng)其上的儲(chǔ)絲單元4向送絲單元6方向作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，距離為L(zhǎng)0，此時(shí)定義儲(chǔ)絲單元4上的第一出絲導(dǎo)嘴11出口至第二出絲導(dǎo)嘴40入口之間的距離為L(zhǎng)2。則為了保證換絲順利進(jìn)行，則需滿(mǎn)足：L1＜L0＜L2；同時(shí)，L2為儲(chǔ)絲單元預(yù)裝絲材時(shí)，絲端的伸出部分12的長(zhǎng)度。

本實(shí)用新型同時(shí)還提供了一種用于金屬增材制造的自動(dòng)補(bǔ)絲方法，使用上述的自動(dòng)補(bǔ)絲裝置，包括以下步驟：

取下待用盡的儲(chǔ)絲單元：

送絲單元反向運(yùn)動(dòng)，加工頭中的剩絲通過(guò)送絲單元返回儲(chǔ)絲單元；同時(shí)，回繞單元帶動(dòng)絲盤(pán)旋轉(zhuǎn)，將剩絲回纏到絲盤(pán)上；當(dāng)剩絲經(jīng)過(guò)第二輥輪時(shí)，位移傳感器向控制器發(fā)出信號(hào)；控制器控制送絲單元停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)夾頭組件電磁鐵上電，將金屬絲夾緊；接著，回繞單元的氣缸桿部回抽，使第二齒輪與第一齒輪脫離，同步地，離合器對(duì)第一齒輪制動(dòng)；換絲單元帶動(dòng)儲(chǔ)絲單元向遠(yuǎn)離送絲單元的方向運(yùn)動(dòng)預(yù)定距離，使剩絲從送絲單元中完全脫離；搬運(yùn)單元抓取換絲單元上的儲(chǔ)絲單元，將其放置在料架上預(yù)定的位置上；

更換新的儲(chǔ)絲單元：

搬運(yùn)單元抓取料架上的儲(chǔ)絲單元，將其放置在換絲單元的滑臺(tái)上并固定；啟動(dòng)回繞單元中的氣缸，使第二齒輪與第一齒輪嚙合，同步地，離合器對(duì)第一齒輪解除制動(dòng)；換絲單元中的電缸帶動(dòng)儲(chǔ)絲單元向送絲單元的方向運(yùn)動(dòng)預(yù)定距離，使絲端伸出部分進(jìn)入送絲單元；當(dāng)絲端伸出部份通過(guò)第二輥輪時(shí)，位移傳感器向控制器發(fā)出信號(hào)；同時(shí)夾頭組件電磁鐵斷電，解除金屬絲夾緊狀態(tài)；送 絲單元正向運(yùn)動(dòng)，將金屬絲送入加工頭，直至從加工頭穿出。

通過(guò)以上步驟，完成了金屬絲材的補(bǔ)充和更換。

在進(jìn)行零件加工時(shí)，可以根據(jù)零件毛坯的重量，在料架上預(yù)先放置足夠的儲(chǔ)絲單元。

本實(shí)用新型的補(bǔ)充絲材的方法完全自動(dòng)操作，無(wú)需破壞工作艙氣氛，可以大大提高換絲效率；同時(shí)，工作艙上無(wú)需開(kāi)孔，因此工作艙氣氛更容易維持純凈狀態(tài)，同時(shí)為全自動(dòng)操作，可以節(jié)省人力，提高效率。