[發明專利]一種可調粉末匯聚性的激光同軸粉管式送粉噴嘴

有效

• 申請號: 201710139863.0
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106868503B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 胡曉冬;黃利安;姚建華;張群莉;陳智君;朱秀暉;科瓦連柯·弗拉季米爾;如斯勒·褚克;阿里亞肯·邁克勒
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;吳紅斐

一種可調粉末匯聚性的激光同軸粉管式送粉噴嘴，熔覆頭外設有送粉裝置，送粉裝置通過可調節粉末匯聚性的調節裝置安裝在熔覆頭四周；送粉裝置包括上送粉部和下送粉部；調節裝置包括固定套設在熔覆頭上的套筒和可轉動地套設在熔覆頭上的轉盤，且套筒位于轉盤的上方；上送粉部固定設置在套筒上，下送粉部固定設置在轉盤上；轉盤還連接有驅動裝置，驅動裝置包括沿轉盤的外周邊設置的齒輪段和與齒輪段相配合的主動齒輪，主動齒輪設置在轉盤的一側，且主動齒輪與電機的輸出軸固定相連；還包括用于監測電機的轉動角度的角度監測裝置和中央控制器，中央控制器與驅動裝置、角度監測裝置一一相連。

技術領域

本發明涉及一種可調粉末匯聚性的激光同軸粉管式送粉噴嘴。

背景技術

隨著激光熔覆技術的不斷發展和工業用途的增加，加工零件的幾何形狀越來越復雜，使得加工過程中需要改變熔覆軌跡的寬度。在加工過程中，通過直接在豎直方向移動激光熔覆頭，改變激光光束焦點的位置，可以改變工件表面光斑的大小。現有一種新型的變焦激光熔覆頭，通過移動激光熔覆頭內部的移動鏡頭組系統，即可在加工過程中隨時改變加工零件表面光斑的大小，在線改變熔覆軌跡寬度。

普通的激光同軸送粉噴嘴并不能根據激光光束焦點的位置實時調整粉末匯聚點直徑，使得零件表面光斑的大小與粉末匯聚點直徑的大小不匹配，不能實現高精度、高質量、性能良好的熔覆層，成型效率、粉末利用率不高，這無疑限制了激光熔覆技術的推廣應用，激光熔覆行業需要一種經濟、高效的激光熔覆結構來滿足實際的需求。

發明內容

為克服背景技術中存在的缺陷，本發明提供一種粉末匯聚點的直徑大小可以根據加工零件表面的光斑直徑實時動態調整的可調粉末匯聚性的激光同軸粉管式送粉噴嘴。

本發明解決上述問題的技術方案是：

一種可調粉末匯聚性的激光同軸粉管式送粉噴嘴，包括熔覆頭，所述熔覆頭沿豎直方向的上方設有激光入口，所述熔覆頭沿豎直方向的下方設有激光出口；所述熔覆頭外設有送粉裝置，送粉裝置通過可調節粉末匯聚性的調節裝置安裝在熔覆頭四周；

所述送粉裝置包括上送粉部和下送粉部；所述調節裝置包括固定套設在熔覆頭上的套筒和可轉動地套設在熔覆頭上的轉盤，且套筒位于所述轉盤的上方；所述上送粉部固定設置在套筒上，所述下送粉部固定設置在轉盤上；

所述上送粉部包括若干根間隔排列在套筒外周的上送粉管，所述上送粉管向套筒的上部延伸，所述上送粉管包括用于與送粉器連接的第一進口和用于與下送粉部對接的第一出口；所述第一進口位于套筒的上方，所述第一出口位于套筒的下方；

所述下送粉部位于轉盤的的下方，所述下送粉部包括若干組下送粉管組，上送粉部與其中任意一組下送粉管組連通，且每組下送粉管組包括若干根用于一一對接上送粉管的下送粉管；組內下送粉管孔徑相同，任意兩組的下送粉管的孔徑不同；下送粉管的延長線與熔覆頭的中軸線的延長線相交，以保證來自激光出口的激光與來自下送粉管的出口的粉體匯聚；

下送粉管包括用于與第一出口對接的第二進口和向熔覆頭靠攏的第二出口，且第一出口和第二進口通過開設在轉盤上的通孔連通，通孔上下貫通轉盤，且通孔包括用于與第二進口連通的底口和用于與第一出口連通的頂口，

所述轉盤還連接有驅動裝置，所述驅動裝置包括沿轉盤的外周邊設置的齒輪段和與所述齒輪段相配合的主動齒輪，所述主動齒輪設置在轉盤的一側，且主動齒輪與電機的輸出軸固定相連；

還包括用于監測電機的轉動角度的角度監測裝置和中央控制器，所述中央控制器與驅動裝置、角度監測裝置一一相連。

進一步，所述角度監測裝置為設置在電機輸出軸上的角位移傳感器，所述角位移傳感器將監測到電機的轉動角度信息輸送給中央控制器，中央控制器根據接收到的電機的轉動角度信息計算出轉盤的轉動角度，且中央控制器根據轉盤的轉動角度控制電機的啟停。