[發明專利]面向風電齒輪的激光再制造方法及系統

在審

• 申請號: 202111501627.1
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114310206A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 陳雄;安百俊;宿友量;李丹;慕松;滿龍
• 申請（專利權）人: 寧夏銀星能源股份有限公司
• 主分類號: B23P15/14
• 分類號: B23P15/14;B23P23/04;B23P6/00;C23C24/10
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司 44220
• 代理人: 張芳

本發明涉及一種面向風電齒輪的激光再制造方法及系統。所述系統包括相互連接的齒輪測量中心、FANUC六軸機器人、磨齒機和激光熔覆單元，所述激光熔覆單元包括光纖激光器、送粉器和激光熔覆頭，其中齒輪測量中心獲得齒輪齒面磨損量，激光熔覆頭安裝在FANUC六軸機器人末端，送粉器提供粉末輸送，FANUC六軸機器人完成熔覆路徑，磨齒機對熔覆后的齒輪進行修復。本發明通過對齒輪激光再制造系統方案設計和對單道熔覆層預測與控制，以提高成形軌跡位置精度和形狀精度，來實現齒輪成形精度，從而獲得了合理加工余量。

技術領域

本發明涉及一種面向風電齒輪的激光再制造方法及系統。

背景技術

激光再制造技術是一種先進的修復技術，與傳統的堆焊修復、熱噴涂、等離子噴涂、氣相沉積、化學鍍等表面修復方法對比，激光再制造技術能量集中、熱注入小、修復尺寸能精確控制，因此可以說激光再制造技術是一種精密可控成形再制造的修復技術，不僅能使損壞的零件恢復原有或近形尺寸,而且通過適當選用熔覆層材料可使修復層性能達到或超過原基材水平。

但是目前在風電齒輪激光再制造方面仍需要解決下列問題：一是針對性的測量和修復：由于風電齒輪工況惡劣，承載部位不同，其損傷部位和尺寸不一，很難測量并實現有針對性的對損傷部位進行修復，避免激光照射到未損壞的部位；二是工藝參數的反饋控制：風電齒輪精度要求高，大多要求齒形及齒向修形，而且齒輪修復后的齒面成形需要經過磨齒機的進行加工，因此，需將齒面成形后的余量控制在磨齒余量范圍內。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種面向風電齒輪的激光再制造方法，能夠實現齒類零部件局部失效部位的快速修復。

本發明的目的之二是以提供一種實現上述方法的面向風電齒輪的激光再制造系統。

一種面向風電齒輪的激光再制造方法，其特別之處在于，包括如下步驟：步驟1：齒輪齒面測量，具體是首先明確齒廓工作范圍測量齒面磨損范圍，利用測量軟件驅動測針測量偏差數據并規劃齒面測量路徑，對齒形偏差進行評定；步驟2：齒面激光熔覆試驗工藝制定，具體是首先設計齒輪激光熔覆位置，采用同軸送粉熔覆時更換旁軸送粉熔覆頭從而防止激光熔覆頭輸出端與相鄰齒面發生干涉；齒輪激光熔覆掃描工藝采用分齒掃描法，先進行齒面激光熔覆路徑仿真，完成工作環境的布局，再確定各個設備之間的位置關系，之后對工件進行校準后，提取生成的熔覆路徑信息；步驟3：檢查程序無誤后，驅動設備完成齒面激光熔覆。

其中步驟2確定各個設備之間的位置關系中包括齒輪軸線與機器人基座之間的位置關系。

一種面向風電齒輪的激光再制造系統，其特別之處在于：所述系統包括相互連接的齒輪測量中心、FANUC六軸機器人、磨齒機和激光熔覆單元，所述激光熔覆單元包括光纖激光器、送粉器和激光熔覆頭，其中齒輪測量中心獲得齒輪齒面磨損量，激光熔覆頭安裝在FANUC六軸機器人末端，送粉器提供粉末輸送，FANUC六軸機器人完成熔覆路徑，磨齒機對熔覆后的齒輪進行修復。

本發明是將激光熔覆技術與磨削技術兩種成形方法相復合，集成具有齒輪測量、激光熔覆和磨齒加工復合成形功能的齒輪激光再制造系統，并采用離線編程軟件，提高激光掃描路徑的位置精確性和編程靈活性，實現齒類零部件局部失效部位的快速修復。本發明通過對齒輪激光再制造系統方案設計和對單道熔覆層預測與控制，以提高成形軌跡位置精度和形狀精度，來實現齒輪成形精度，從而獲得了合理加工余量。

附圖說明

附圖1為本發明方法的原理圖；

附圖2為本發明系統的組成原理圖。

具體實施方式