[發(fā)明專利]棒料外表面高速激光熔覆裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011107046.5
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112226763A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 倪玉吉;王明娣;王賢寶;張曉;郭敏超;李曙生
• 申請（專利權）人: 蘇州麥爾科唯激光機器人有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發(fā)明公開了一種棒料外表面高速激光熔覆裝置，包括機臺、可回轉地設置在所述機臺上且用于夾持棒料工件的夾持座、由機械手臂驅動運動的激光熔覆頭，以及發(fā)出激光束的激光器，所述的激光熔覆頭包括近端與所述激光器連接且具有激光入射通道的導光座、沿所述激光入射通道自后向前依次設置的準直鏡組、第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、第一柱聚焦鏡、第二柱聚焦鏡及保護鏡，以及設置在所述導光座遠端的熔覆加工頭。在對棒料工件外表面進行激光熔覆加工的過程中，僅需要驅使棒料工件旋轉，以及驅使激光熔覆頭沿棒料工件的長度方向平移運動即可，加工操作方便且效率高；單次熔覆形成的熔覆層寬很多，能夠顯著地提升熔覆的效率與熔覆平整度。

技術領域

本發(fā)明涉及激光熔覆領域，具體涉及一種棒料外表面高速激光熔覆裝置。

背景技術

現(xiàn)有技術中，棒料外表面激光熔覆系統(tǒng)是將準直出來的圓形激光束通過聚焦鏡在棒料外表面聚焦成圓形光斑。圓形光斑與送入其中的粉末耦合作用，可在棒料外表面形成熔覆層。聚焦鏡在熔覆基體上形成的圓形光斑直徑一般為1-3mm，而且是高斯圓形光斑，這將會導致熔覆形成的單道熔覆層較窄、表面不平整，熔覆的效率不高等諸多缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種棒料外表面高速激光熔覆裝置，以提升激光熔覆加工效率與質量。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種棒料外表面高速激光熔覆裝置，所述激光熔覆裝置包括機臺、可回轉地設置在所述機臺上且用于夾持棒料工件的夾持座、由機械手臂驅動運動的激光熔覆頭，以及發(fā)出激光束的激光器，所述的激光熔覆頭包括近端與所述激光器連接且具有激光入射通道的導光座、沿所述激光入射通道自后向前依次設置的準直鏡組、第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、第一柱聚焦鏡、第二柱聚焦鏡及保護鏡，以及設置在所述導光座遠端的熔覆加工頭，其中，所述第一微透鏡陣列包括以第一方向陣列排布的多個第一微透鏡，所述第二微透鏡陣列包括以第二方向陣列排布的多個第二微透鏡，所述第一方向與所述第二方向相互垂直且均垂直于所述激光入射通道內(nèi)激光的投射方向；所述第一柱聚焦鏡與所述第二柱聚焦鏡呈正交方向設置。

優(yōu)選地，所述第一微透鏡具有接收激光束的第一入射面，所述第二微透鏡具有接收激光束的第二入射面，所述第一入射面、所述第二入射面均為迎著投射的激光束自前向后拱起的弧形面。

優(yōu)選地，所述第一聚焦鏡具有第一聚焦面，所述第二聚焦鏡具有第二聚焦面，所述第一聚焦面、所述第二聚焦面均為順著激光束投射的方向自后向前拱起的弧形面。

優(yōu)選地，所述導光座旁還附設有附加座，所述附加座上設置有用于監(jiān)控所述熔覆加工頭下方加工狀況的攝像機，所述附加座與所述導光座之間還設有用于將所述激光投射通道內(nèi)的光束反射至所述攝像機的反射鏡組。

進一步地，所述反射鏡組包括設于所述激光投射通道內(nèi)的反射透射鏡、設于所述附加座上的反射鏡，所述反射鏡具有將自所述反射透射鏡的出光面投射出的光束反射后投射至所述攝像機的反射面。

更進一步地，所述反射透射鏡在所述激光入射通道內(nèi)設置在所述準直鏡組與所述第一微透鏡陣列之間。

優(yōu)選地，所述熔覆加工頭包括附接在所述導光座遠端且具有出光通道的出光嘴，以及設置在所述出光嘴外側部上的送粉噴嘴。

進一步地，所述出光嘴具有沿周向相接的四個外側面，每個所述外側面均為自后向前逐漸向中間傾斜延伸的斜面，所述送粉噴嘴設置有兩個，兩個所述送粉噴嘴分設于其中相對的兩個所述外側面的外側，每個所述送粉噴嘴上均設有沿自身寬度方向間隔分布的多個送粉通道。

優(yōu)選地，所述機械手臂至少具有用于夾持安裝所述激光熔覆頭的驅動臂，所述驅動臂至少能夠沿所述棒料工件的長度延伸方向平移地設置。