[發(fā)明專利]激光電弧復合焊3D增材修補裝置及修補方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610681729.9
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106141435B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高向東;藍重洲
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: B23K26/342
• 分類號: B23K26/342;B23K26/348;B23K26/70
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種激光電弧復合焊3D增材修補裝置，其特征在于，包括控制器、位于修復工位上方的四軸聯(lián)動平臺、以及設(shè)置在聯(lián)動平臺上用于獲取工件的缺陷輪廓三維信息的激光視覺傳感器、用于獲取熔池狀態(tài)信息的紅外視覺傳感器、夾具、激光焊炬、電弧焊炬、填充焊絲、焊絲盤和導氣管；所述控制器分別與四軸聯(lián)動平臺、激光視覺傳感器、紅外視覺傳感器、激光焊炬和電弧焊炬連接；所述夾具的一端與四軸聯(lián)動平臺連接，另一端與激光焊炬固定；所述電弧焊炬安裝在激光焊炬上，且與激光焊炬之間角度可調(diào)；所述填充焊絲纏繞在焊絲盤上，所述焊絲盤設(shè)置在電弧焊炬上，填充焊絲穿過電弧焊炬并向外凸出；所述導氣管安裝在激光焊炬上，出氣方向可調(diào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置，其特征在于，所述四軸聯(lián)動平臺包括X軸移動單元、Y軸移動單元、Z軸移動單元和A軸轉(zhuǎn)動單元；所述X軸移動單元位于修補工位上方，Y軸移動單元安裝在X軸移動單元上，Z軸移動單元安裝在Y軸移動單元上，A軸轉(zhuǎn)動單元安裝在Z軸移動單元上，可相對Z軸移動單元水平轉(zhuǎn)動；所述A軸轉(zhuǎn)動單元與夾具固定連接，用于調(diào)整激光焊炬的焊接角度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置，其特征在于，所述紅外視覺傳感器為近紅外視覺傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置，其特征在于，所述控制器采用工業(yè)控制計算機。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置，其特征在于，所述導氣管采用萬向管或竹節(jié)管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置，其特征在于，所述電弧焊炬通過角度調(diào)節(jié)單元與激光焊炬連接。

7.一種激光電弧復合焊3D增材修補裝置的修補方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1:將缺陷工件安裝在修補工作臺上；

步驟S2:驅(qū)動激光視覺傳感器掃描缺陷的三維輪廓；

步驟S3:控制器接受激光視覺傳感器的反饋信號，重建缺陷的三維輪廓；

步驟S4:根據(jù)缺陷的三維輪廓數(shù)據(jù)生成控制代碼，確定激光焊炬和電弧焊炬的具體焊接參數(shù)；

步驟S5:修補過程中，驅(qū)動近紅外視覺傳感器對熔池進行掃描，獲取熔池圖像的時頻參數(shù)，并根據(jù)熔池圖像的時頻參數(shù)生成補償控制代碼，實時修正設(shè)定的焊接參數(shù)；

步驟S6:修補結(jié)束后，再次驅(qū)動激光視覺傳感器掃描缺陷的三維輪廓，確定修補后的工件是否達標，若不達標，則對缺陷進行再次修補，直到缺陷修補達標為止。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置的修補方法，其特征在于，所述步驟S3具體的具體操作如下，激光視覺傳感器內(nèi)半導體激光發(fā)射源發(fā)出一束平行激光，平行激光束射在工件缺陷的輪廓表面上，經(jīng)反射后的光源信息被激光視覺傳感器內(nèi)的CMOS相機檢測到，利用三角測量原理獲得精確的缺陷輪廓結(jié)構(gòu)光信號，控制器接收激光視覺傳感器反饋的數(shù)據(jù)重建缺陷的三維輪廓。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光電弧復合焊3D增材修補裝置的修補方法，其特征在于，所述步驟S4中的焊接參數(shù)主要包括焊接位置、激光功率、焊接速度、送絲速度參數(shù)。