[實用新型]一種智能激光再制造系統

有效

• 申請號: 201822131617.3
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN209481794U
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 顏丙功;江開勇;劉斌;張炳威;林俊義;黃常標;王霏;張際亮;路平
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;林燕玲

一種智能激光再制造系統，包括激光工作頭、六軸工業機器人、變位機、激光器、送粉器、控制模塊和CCD相機；該變位機用于調整待修復零件的角度；該激光工作頭安裝于六軸工業機器人上，其包括有噴嘴和激光筆；該激光器與激光筆相連；該送粉器的送粉管與噴嘴相連以送粉；CCD相機安裝于激光工作頭上以采集熔池形貌和溫度數據；該控制模塊與激光器、送粉器、六軸工業機器人和CCD相機相連。本實用新型具有自動化及智能化特點，適用于中大型結構零件的表面修復，可以降低激光再制造行業的操作門檻，提高激光熔覆的加工質量。

技術領域

本實用新型涉及先進制造及自動化領域，具體為一種智能激光再制造系統，該系統具有自動化和智能化特征。

背景技術

隨著激光應用的快速發展以及激光應用成本的不斷降低，激光加工在各行業中的應用日益廣泛。以激光熔覆為主要技術支撐的激光再制造技術能修復高附加值零部件，延長設備使用壽命，具有較好的市場應用前景。目前激光再制造設備存在以下幾點不足：

1.激光熔覆是一種復雜的物理過程，涉及激光束、粉末氣體流和熔池之間的相互作用。合理地確定初始加工參數，對獲得高質量的熔覆層具有重要意義。當前主要依靠專業技術人員的實踐經驗設置初始加工參數，提高了激光再制造行業的應用門檻。

2.激光熔覆對激光離焦量的控制要求比較高(特別是光內送粉型激光熔覆工作頭)，激光對焦的過程繁瑣耗時，降低了生產效率，且由于粉末-氣體流的存在，對操作人員的身體健康有不利影響。

3.激光熔覆工藝參數(激光功率、送粉量和掃描速度等)不能根據工況實時調整，無法保證熔覆層的質量穩定性。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一種智能激光再制造方法和系統，具有自動化及智能化特點，適用于中大型結構零件的表面修復，可以降低激光再制造行業的操作門檻，提高激光熔覆的加工質量。

本實用新型采用如下技術方案：

一種智能激光再制造系統，其特征在于：包括激光工作頭、六軸工業機器人、變位機、激光器、送粉器、控制模塊和CCD相機；該變位機用于調整待修復零件的角度；該激光工作頭安裝于六軸工業機器人上用于對待修復零件進行熔覆，其包括有噴嘴和激光筆；該激光器與激光筆相連以產生激光；該送粉器的送粉管與噴嘴相連以送粉；CCD相機安裝于激光工作頭上以采集熔池形貌和溫度數據；該控制模塊與激光器、送粉器、六軸工業機器人和CCD相機相連以根據熔池形貌和溫度數據調整激光功率、掃描速度和送粉速度。

所述控制模塊包括主機和PC機，該主機與所述激光器、所述送粉器、所述六軸工業機器人之間通過總線連接，該PC機與主機之間通過TCP/IP連接；所述CCD相機與PC機之間通過usb數據線連接。

所述激光筆為線結構激光筆。

所述變位機包括機架和工作臺，該工作臺安裝于機架上以固定待修復零件，該機架驅動工作臺移動以調整待修復零件的角度。

由上述對本實用新型的描述可知，與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型的系統，在激光工作頭上，架設了CCD相機和線結構光，構成了一個視覺測量系統，經手眼標定后，能精準地測得線結構光上的點在機器人基坐標系的位置信息，能夠獲取待修復件及熔覆帶的三維形貌，能在復雜的加工環境中使用，具有靈敏度高可靠性強等特點。

2、本實用新型根據加工過程中熔池的形貌及溫度變化控制系統的掃描速度、送粉量和激光功率等，保證加工過程中熔池形貌維持在一個穩定的范圍內，獲得平滑均勻的熔覆帶。

3、本實用新型還能實現操作人員對熔覆過程的遠程控制，操作人員只需要獲得一定的訪問操作權限即可實現對系統的遠程操作和監控。

附圖說明