[發明專利]一種基于激光對零件表面進行熔覆處理設備及方法

在審

• 申請號: 202110620127.3
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113359605A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李欣;焦榮博;彭肜杰;張國超;湯波
• 申請（專利權）人: 西安必盛激光科技有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19;C23C24/10
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種基于激光對零件表面進行熔覆處理的設備，其特征在于：包括龍門架、激光器、底座以及控制單元；

龍門架的橫梁上設置Y向移動組件、Y向移動組件上安裝Z向移動組件，Z向移動組件上安裝激光器；

底座位于激光器的下方，底座上安裝X向移動組件；

X向移動組件上安裝第一旋轉平臺；

第一旋轉平臺上安裝俯仰旋轉組件；

俯仰旋轉組件上安裝第二旋轉平臺；

第二旋轉平臺上用于安裝待處理工件；

控制單元分別用于控制激光器、X向移動組件、Y向移動組件、Z向移動組件、第一旋轉平臺、俯仰旋轉組件以及第二旋轉平臺動作，實現對待處理工件進行激光熔覆。

2.根據權利要求1所述的基于激光對零件表面進行熔覆處理設備，其特征在于：

所述控制單元包括路徑規劃程序模塊以及數控程序模塊；

路徑規劃程序模塊用于對待處理工件熔覆區域的掃描路徑進行規劃，并生成數控程序模塊所需的G代碼；

數控程序模塊利用路徑規劃模塊提供的G代碼，從而控制X向移動組件、Y向移動組件、Z向移動組件、第一旋轉平臺、俯仰旋轉組件以及第二旋轉平臺動作實現待處理工件的激光熔覆。

3.根據權利要求2所述的基于激光對零件表面進行熔覆處理設備，其特征在于：路徑規劃程序模塊包括平面直線路徑規劃子模塊、平面樣條曲線路徑規劃子模塊以及空間曲面路徑規劃子模塊；

平面直線路徑規劃子模塊的功能為：

首先，對CAD軟件獲取的熔覆區域的邊界數據文本進行數據排序，獲得有序邊界輪廓點序列文本；

然后，輸入熔覆區域填充直線角度，生成熔覆區域內填充直線點序列文本；

最后，根據有序邊界輪廓點序列文本和填充直線點序列文本，生成對應數控程序模塊所需的對該熔覆區域進行熔覆處理的G代碼；

平面樣條曲線路徑規劃子模塊的功能為：

首先，對CAD軟件獲取熔覆區域邊界輪廓數據文本以及填充樣條曲線數據文本進行排序，獲取有序邊界輪廓點序列文本以及填充樣條曲線點序列文本；所述樣條曲線為開環樣條曲線或閉環樣條曲線；

其次，根據邊界輪廓點序列文本以及填充樣條曲線點序列文本，生成對應數控程序模塊所需的對該熔覆區域進行熔覆處理的G代碼；

空間曲面路徑規劃子模塊的功能為：

首先，獲取工件的3D模型.stl格式圖形數據文件的每切片層邊界有序點序列文本；

其次，輸入激光入射矢量角度，將獲取的每切片層邊界有序點序列文本再次進行切片處理，將3D模型表面分割為上下兩部分或多個部分，從而獲得激光熔覆所需要處理的表曲面有序點序列文本；

最后，根據表曲面有序點序列文本，對應數控程序模塊所需的對該熔覆區域進行熔覆處理的G代碼。

4.根據權利要求3所述的基于激光對零件表面進行熔覆處理設備，其特征在于：路徑規劃程序模塊還包括矩形激光光斑運動方向優化模塊；矩形激光光斑運動方向優化模塊用于對樣條曲線進行微分與積分運算獲得樣條曲線每一點的切線方向。

5.根據權利要求4所述的基于激光對零件表面進行熔覆處理設備，其特征在于：路徑規劃程序模塊還包括空間曲面路徑優化模塊；空間曲面路徑優化模塊用于將表曲面有序點序列文本進行微分與積分運算獲得空間表曲面上每一點的法線方向。