[發明專利]一種激光熔覆自調節裝置和自調節方法

有效

• 申請號: 202010220806.7
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111364039B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 李建勛;蘇成明;張毅;許欣榮;曹鵬
• 申請（專利權）人: 陜西天元智能再制造股份有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種激光熔覆自調節裝置和自調節方法，所述裝置包括主軸電機、卡盤、立柱、Z軸模組、支架、激光熔覆頭、第一測距傳感器、控制系統、底座、主軸座、X軸模組、第二測距傳感器、尾座和熔覆材料輸入機構，第一測距傳感器實時檢測工件待熔覆表面與激光熔覆頭間的距離，第二測距傳感器實時檢測工件已熔覆表面與激光熔覆頭之間的距離。本發明通過創新設置自動定高控制和精準時差控制，實時監測熔覆頭和工件間的距離，實現了熔覆頭和工件間距離的自動調節，保證了熔覆頭和工件間的距離恒定；同時實時監測熔覆前后高度差，精準控制執行時間，動態調節工藝條件，保證了熔覆層厚度的恒定，解決了現有激光熔覆技術的發展瓶頸問題。

技術領域

本發明涉及激光熔覆技術領域，尤其是涉及一種激光熔覆自調節裝置和自調節方法。

背景技術

零部件腐蝕是機械設備損傷的主要原因，零部件防蝕能力的優劣直接關系到機械設備的安全運行，通過激光將合金粉末或合金絲材熔覆在工件表面是最近發展起來的防腐蝕技術，稱之為激光熔覆技術，這種技術要求母材、熔覆材料、激光焦點三者相交形成熔池，改變距離就會改變激光的質量，受限于熔覆設備的精度，熔覆過程中的熱變形，再制造舊件本身的表面缺陷等問題，都可能會導致熔覆頭和工件之間的距離處于動態的變化之中。因此受限于不同種類的工件，材料利用率不相同，或者每批次材料本身的差異，熔覆厚度波動等，現有技術中的激光熔覆設備因沒有自調節功能而無法保證熔覆頭與工件之間的距離恒定以及熔覆層厚度恒定，阻礙了激光熔覆技術的發展。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出一種全新結構激光熔覆自調節裝置和自調節方法，通過創新設置自動定高控制和精準時差控制，達到實時監測熔覆頭和工件之間的距離，實現了熔覆頭和工件之間距離的自動調節，保證了熔覆頭和工件之間的距離能夠始終恒定；同時實時監測熔覆前后的高度差，精準控制執行時間，動態調節工藝條件，很好的保證了熔覆層厚度的恒定，解決了現有激光熔覆技術的發展瓶頸問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種激光熔覆自調節裝置，包括：主軸電機1、卡盤2、立柱4、Z軸模組5、支架6、激光熔覆頭7、第一測距傳感器8、控制系統9、底座10、主軸座11、X軸模組12、第二測距傳感器13、尾座15和熔覆材料輸入機構16，所述主軸座11安裝在所述底座10上，所述主軸電機1和卡盤2安裝于所述主軸座11上，且所述主軸電機1的驅動軸與所述卡盤2聯動，所述尾座15安裝于所述底座10上，由所述尾座16和卡盤2共同夾持待熔覆的工件3，所述X軸模組12固定在所述底座10上，所述立柱4安裝于所述X軸模組12上并能夠在X軸模組的驅動下沿X軸方向進行前后移動，所述Z軸模組5固定在立柱4上，所述支架6安裝在Z軸模組5上并能夠在Z軸模組的驅動下沿Z軸方向進行上下移動，所述激光熔覆頭7、第一測距傳感器8、第二測距傳感器13固定安裝于所述支架6上，所述熔覆材料輸入系統16連接于所述激光熔覆頭，所述控制系統9連接于所述第一測距傳感器8、第二測距傳感器13、X軸模組12、Z軸模組5、主軸電機1和熔覆材料輸入機構16；

所述第一測距傳感器8用于實時檢測工件的待熔覆表面與激光熔覆頭之間的第一實際距離，并將所述第一實際距離實時傳送給控制系統9，所述控制系統9基于所述第一實際距離與預設的標準距離生成對Z軸模組的控制信號，并且在所述激光熔覆頭在工件的待熔覆表面的熔覆位置到達所述第一測距傳感器在工件的待熔覆表面的當前檢測位置時，向所述Z軸模組輸出所述控制信號，以將所述第一實際距離向著預設的標準距離調節；

所述第二測距傳感器8用于實時檢測工件的已熔覆表面與激光熔覆頭之間的第二實際距離，并將所述第二實際距離實時傳送給控制系統9，所述控制系統基于第一測距傳感器8在第二測距傳感器的當前檢測位置時所檢測的第一實際距離和所述第二實際距離計算得到熔覆層實際厚度，并基于所述熔覆層實際厚度與預設的熔覆層標準厚度生成對所述主軸電機1、X軸模組2和熔覆材料輸入系統16的控制信號，以將所述熔覆層實際厚度向著預設的熔覆層標準厚度調節。