[發明專利]一種多自由度激光送粉修復裝置及出粉方法

有效

• 申請號: 202110556868.X
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113265657B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張海鷗;楊海濤;趙旭山;王凱;師為強
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B23P6/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

本發明公開了一種多自由度激光送粉修復裝置及出粉方法。所述裝置包括：支撐架、激光熔覆頭夾持驅動組件和零件夾持驅動組件，激光熔覆頭夾持驅動組件包括第一滑動組件和第一轉動組件，第一滑動組件用于帶動激光熔覆頭在第一平面上進行兩自由度的線性移動，第一轉動組件驅動激光熔覆頭繞第一軸轉動，零件夾持驅動組件包括第二滑動組件和第二轉動組件，第二滑動組件用于帶動零件在第二平面上進行兩自由度的線性移動，第二轉動組件驅動零件繞第二軸轉動，第一平面垂直于所述第二平面，第一軸垂直于所述第二軸，通過激光熔覆頭夾持驅動組件和零件夾持驅動組件的轉動和移動，使得激光熔覆頭保持垂直于零件的待修復位置。提高了修復效率和修復質量。

技術領域

本發明屬于激光送粉修復技術領域，更具體地，涉及一種多自由度激光送粉修復裝置及出粉方法。

背景技術

為解決激光同軸送粉修復零件受損時激光熔覆道和激光熔覆噴嘴匯聚粉斑大小不同導致的修復質量不高和粉末利用率低的問題，在激光熔覆噴頭處通常會設置多個送粉管道且與激光同軸的裝置。專利文獻CN 207143333U公開了一種激光熔覆設備用同軸多路送粉裝置，其激光熔覆同軸多路送粉裝置的送粉管的中部卡在L字型結構掛板上的豁口內，與處于工作狀態的連接頭連接，送粉管的下端連接有旋塞頭，旋塞頭通過螺紋連接在連接頭上。專利文獻CN109234730B公開了一種同軸送粉式激光熔覆噴嘴裝置，該同軸送粉激光熔覆裝置是由內環噴嘴、外環噴嘴和連接件組成，內環噴嘴的9個凸塊的側壁與外環噴嘴的下部的內壁緊密貼合，連接件設置在外環噴嘴和內環噴嘴的正上方，內環噴嘴的9-棱柱可以將入射到外環噴嘴中的粉末打散變成均勻分布的粉末，粉末落入到內環噴嘴的分散粉末結構的上端面上順著斜面向外沿傾斜，然后通過槽道向下落，粉末通過間隙最終形成均勻匯聚粉斑。

在這兩種激光熔覆同軸送粉修復裝置中，由于粉末從多個通道輸送至零件受損修復處時無法實時控制每一個送粉管道的開關閉合，于是在修復過程中，某些需要修復部位的角度不需要全部送粉管道同時送粉會造成粉末利用率降低，在上述專利文獻中，設置備用連接頭可以達到改變送粉方向和角度的目的，但需要重新安裝送粉管道，在使用中會降低效率。此外，在上述兩種激光熔覆同軸送粉修復裝置中，需要修復的零件一旦裝夾后，和激光熔覆頭的位置便固定，只能修復一定位置和角度的損傷；并且被裝夾零件修復處和激光熔覆頭無法一直處于最佳激光熔覆修復位置，即相處垂直的關系，無法保證被修復各個位置修復質量全部達到標準和一致。另外，上述兩種激光熔覆同軸送粉修復裝置中，裝夾零件的夾具只能裝夾一定尺寸的零件，對于不同尺寸的零件無法靈活調節夾具滿足裝夾要求，對于大尺寸零件甚至超大尺寸零件，無法裝夾進而修復。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種多自由度激光送粉修復裝置及出粉方法，其目的在于控制激光熔覆頭的多自由度移動，配合被修復零件的多自由度移動，可以保持激光熔覆頭和修復處一直處于垂直關系，提高修復質量，多路同軸送粉管道可控制每個管道的開關閉合，提高粉末利用利率。由此解決修復效率低、修復質量不一致的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種多自由度激光送粉修復裝置，包括：支撐架、連接于所述支撐架上的激光熔覆頭夾持驅動組件和零件夾持驅動組件，所述激光熔覆頭夾持驅動組件包括第一滑動組件和第一轉動組件，第一滑動組件用于帶動激光熔覆頭在第一平面上進行兩自由度的線性移動，第一轉動組件驅動激光熔覆頭繞第一軸轉動，所述零件夾持驅動組件包括第二滑動組件和第二轉動組件，第二滑動組件用于帶動零件在第二平面上進行兩自由度的線性移動，第二轉動組件驅動零件繞第二軸轉動，所述第一平面垂直于所述第二平面，所述第一軸垂直于所述第二軸，通過激光熔覆頭夾持驅動組件和零件夾持驅動組件的轉動和移動，使得激光熔覆頭保持垂直于零件的待修復位置。

優選地，所述支撐架為長方體或正方體，以該長方體或正方體的一個頂點為XYZ坐標軸原點，所述激光熔覆頭夾持驅動組件的設置位置滿足：使第一滑動組件帶動激光熔覆頭沿X方向或Y方向線性移動，且使第一轉動組件驅動激光熔覆頭繞Y軸轉動；所述零件夾持驅動組件的設置位置滿足：使第二滑動組件帶動零件沿Y方向或Z方向線性移動，且使第二轉動組件驅動零件繞X軸轉動。