[發明專利]一種可提供穩態磁場輔助的爬壁式激光制造平臺

有效

• 申請號: 201711246102.1
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107838566B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 王梁;姚建華;林英華;蔣可靜;李波;姚喆赫
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K26/08
• 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

技術領域

本發明涉及一種可提供穩態磁場輔助的爬壁式激光制造平臺。

背景技術

激光制造技術作為一種先進制造技術，在工業領域具有廣泛的應用。激光制造主要包括激光熔覆、激光焊接、激光切割和激光增材制造等。目前激光制造主要以機器人手臂搭載激光頭進行激光制造，通過機器人手臂來操作激光器在器件或零部件進行加工。

隨著激光制造技術的日益成熟，已越來越多的應用于工業生產中。該技術的使用條件和環境變得越來越復雜，人們對激光制造技術提出了更多的要求以期望解決更多工業上的問題。近幾年，磁場輔助激光制造(激光焊接、激光熔覆)中得到廣泛的研究和應用。

現有的激光制造技術也暴露出以下幾個方面的問題：1、傳統的機器人手臂搭載激光器進行激光制造，使其加工范圍和領域受到了限制。由于機器人手臂的原因，傳統激光制造平臺無法進行現場加工，只能將被加工的零部件拆卸后進行加工。2、針對某些特大型設備如龍門吊等，想對其豎直平面上的某個區域進行激光修復或者激光再制造，傳統的激光制造平臺已經無法滿足。同時，在激光制造過程中添加磁場進行輔助的裝置和方法較少，現有的設備和裝置很少能夠靈活地在激光制造過程中添加磁場進行輔助。

專利號為CN201677136U的中國專利公開了一種垂直移動工作的激光制造頭裝置，該裝置可以使激光頭上下移動，因此該裝置能夠加工垂直平面上的零部件。但是，該裝置無法移動，只能講被加工的零部件拆卸后才能進行加工。

專利號為CN205635772U的中國專利公開了一種激光熔覆移動平臺，該裝置能通過履帶式移動車進行移動進，安裝在機械手臂上的激光熔覆頭能夠進行修復工作。雖然該裝置移動方便的特點，但是，該裝置只能進行機械手臂工作范圍內的修復實驗，無法對某些大型設備上難以接觸到的部位進行激光制造，具有一定的局限性。

發明內容

為克服背景技術中存在的缺陷，本發明提供一種可提供穩態磁場輔助的爬壁式激光制造平臺。

本發明解決上述問題的技術方案是：

一種可提供穩態磁場輔助的爬壁式激光制造平臺，包括框狀的車架，所述車架水平架設在若干對滾輪對上，所述車架內設有激光頭，且所述激光頭的輸出端垂直向下并直接指向用于承載所述車架的工作面；

每對滾輪對包括相對設置的第一滾輪和第二滾輪，第一滾輪和第二滾輪分別可轉動地設置在第一固定軸上和第二固定軸上，第一固定軸和第二固定軸相互平行，且第一固定軸和第二固定軸均固定在車架的底面上；

定義位于所述車架的頂面所在的平面內并與第一固定軸的軸向相平行的方向為x軸方向，位于所述車架的頂面所在的平面內與并與第一固定軸的軸向相垂直的方向為y軸方向；且同時垂直于x軸和y軸的方向為z軸方向；并定義沿z軸方向為上下方向，沿x軸方向為前后方向，沿y軸方向為左右方向；

若干對所述滾輪對沿著x軸方向間隔設置，各滾輪對的第一滾輪均沿著x軸方向相互對齊，各滾輪對的第二滾輪也均沿著x軸方向相互對齊；

所述第一滾輪是由若干塊相同的第一磁鐵組合成的第一圓柱環，所述第一圓柱環的中心孔可轉動地套設在第一轉軸上，且所述第一磁鐵的S極均沿第一圓柱環的徑向指向第一圓柱環中心孔的圓心，所述第一磁鐵的N極均沿第一圓柱環的徑向指向第一圓柱環外；

所述第二滾輪是由若干塊相同的第二磁鐵組合成的第二圓柱環，所述第二圓柱環的中心孔可轉動地套設在第二轉軸上，且所述第二磁鐵的N極均沿第二圓柱環的徑向指向第二圓柱環中心孔的圓心，所述第二磁鐵的S極均沿第二圓柱環的徑向指向第二圓柱環外；

激光頭位于第一磁鐵和第二磁鐵之間；

所述激光頭沿y軸方向的左右兩側對稱設有一組x軸移動裝置，所述x軸移動裝置包括沿x軸方向架設的x軸絲杠，且x軸絲杠的下方設有與所述x軸絲杠相平行的x軸光桿；所述x軸絲杠的一端可轉動設置在車架上，另一端與x軸電機的輸出軸固定相連，且所述x軸電機固定在車架上；所述x軸絲杠上嚙合有x軸滑塊；所述x軸光桿貫穿所述x軸滑塊，且x軸光桿的兩端分別固定在車架上，以驅動x軸滑塊沿所述x軸光桿滑動；

所述激光頭沿x軸方向的前后兩側對稱設有一組y軸移動裝置，所述y軸移動裝置包括沿y軸方向架設的y軸絲杠，y軸絲杠的下方設有與所述y軸絲杠相平行的y軸光桿；所述y軸絲杠的一端可轉動設置在左側的x軸滑塊上，另一端貫穿右側的x軸滑塊并與y軸電機的輸出軸固定相連，所述y軸電機固定在右側的x軸滑塊上；所述y軸絲杠上嚙合有y軸滑塊，所述y軸光桿貫穿所述y軸滑塊，且所述y軸光桿的兩端分別固定在左右兩側的x軸滑塊上，以驅動所述y軸滑塊沿所述y軸光桿滑動；