[發明專利]移動式激光修復設備及其修復方法

無效

• 申請號: 200810000660.4
• 申請日: 2008-01-14
• 公開（公告）號: CN101214582A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 楊林;劉博;李建林;劉軍傳
• 申請（專利權）人: 北京紫色光激光技術有限公司
• 主分類號: B23K26/34
• 分類號: B23K26/34;C23C24/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于高附加值、精密或大型零部件的修復技術領域，具體的涉及一種采用計算機控制的移動式激光修復設備及采用該設備進行零部件修復的方法。

背景技術

傳統的大型零部件、高附加值的重要零部件的修復方法主要有氬弧堆焊和傳統激光堆焊兩種方法。氬弧堆焊法具有加工簡單，靈活，成本較低。但其熱量輸入較大，對零件基體熱影響區較深；另外堆焊加工精度差，后續加工繁雜；使用范圍小，難以修復難熔或高硬度的材料。激光修復的主要優點體現在于功率密度大，對零件基體熱影響小；可以修復氬弧堆焊不能修復的材料。但其缺點也很顯著，主要體現在：激光加工前測繪難度大，工作量多；形成的也不是數字化模型，難以應用；編程工作量非常大，主要原因在于三維模型復雜，每層都需要進行代碼編寫；程序更改繁瑣，出了問題難以驗證；模型建好后進行加工時難以進行三維定位；對于大型待修復部件，由于激光修復設備較大難以運輸，無法進行現場修復。

發明內容

本發明的目的在于提供一種修復運動軌跡靈活、能夠使掃描模型和修復過程建立同一坐標系下，具有較高修復精度的移動式修復設備，它能夠保證高精度的掃描和修復，并提供可自由移動的機械臂，實現快捷、簡便的修復。

本發明的另一目的在于提供一種無須進行坐標轉換、能夠自動生成掃描和修復模型，并能對掃描進行校正的激光修復方法。解決了現有激光修復方式中存在的諸多缺陷。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種移動式激光修復設備，包括可移動的承載體，其特征在于所述可移動的承載體上裝配有激光器，所述可移動的承載體上裝配有多軸控制機械臂，機械臂的頂端設置有激光加工噴嘴和三維掃描設備，所述可移動的承載體上還裝配有工控計算機和送粉器，所述激光器與激光加工噴嘴連接，所述工控計算機與激光器和三維掃描設備連接，所述送粉器與激光加工噴嘴連接。

所述多軸控制機械臂為六軸控制機械臂，六軸控制機械臂的底部通過滑軌裝配在可移動的承載體上。

所述激光加工噴嘴裝配在多軸控制機械臂的頂端，激光器產生的激光通過光纖傳導至激光加工噴嘴，所述可移動的承載體上還裝配有水冷系統。

上述移動式激光修復設備的修復方法，其特征在于所述修復方法包括：利用三維掃描設備掃描破損部位，所采集的數據經過工控計算機處理形成三維模型；根據待修零件的破損部位，定義基準軸；利用工控計算機的切片軟件在垂直于基準軸的方向對三維模型進行切片，將三維立體模型轉化為二維平面模型；從切片的最底層規劃每層切片的加工路徑；激光器在工控計算機的控制下，根據每層切片的加工路徑進行修復作業。

所述每層切片的間距為激光器修復時每層的堆高。

所述加工路徑的規劃包括呈網狀或者呈同心圓放射狀，工控計算機依次自動為每層切片規劃路徑。

所述激光器進行下一層切片修復前，提高的高度為激光器修復時的每層堆高，依此重復進行每層堆高的修復。

上述移動式激光修復設備的修復方法，其特征在于所述修復方法具體如下：

(1)對工控計算機進行各功能初始化，啟動多軸控制機械臂，移動多軸控制機械臂的頂端至待修零件的適當位置；

(2)根據待修零件的破損部位，定義基準軸和破損部分掃描局限點；

(3)利用工控計算機控制機械臂帶動三維掃描儀對破損部位進行掃描，建立三維模型，在垂直于基準軸的方向制作切片，將三維立體模型轉化為二維平面模型；

(4)工控計算機對掃描的切片進行處理，從最低層的切片開始規劃每層切片的加工路徑；根據每層的加工路徑編寫加工代碼；

(5)在工控計算機的控制下，根據加工代碼進行模擬修復；

(6)如果模擬修復結果合格，則工控計算機對激光器進行初始化，激光器根據加工代碼和加工路徑進行實時修復，如果模擬修復結果不合格，則返回從上述步驟(2)重新操作。