一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，其特征在于，所述熔覆装置包括传导光纤，与传导光纤相连接的光路腔体，与光路腔体相连接的激光熔覆加工头，所述熔覆装置还包括光点激光传感器、PLC控制系统，所述光点激光传感器通过连接件连接激光熔覆加工头，经传输导线与PLC控制系统相连接，所述光点激光传感器上设置有光敏元件，所述光点激光传感器通过光敏元件收集工件表面反射激光的强度。相对于现有技术，本实用新型的优点如下，1）整体结构简单、操作方便、成本较低；2）本实用新型装置和部件的装备关系简单，对操作人员的水平要求不高，自动化程度高，生产效率大大提高，适用于所有待加工件的表面激光熔覆加工。
【专利说明】一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光熔覆装置，具体地说是一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，属于激光焊接领域。
【背景技术】
[0002]激光熔覆可以形成一个复合功能结构、低稀释率、焊接变形小的熔覆层，且通过快速加热和冷却的熔覆过程容易获得优质而耐磨的熔覆层。因此，近几年，在制造领域，激光表面熔覆技术得到了迅速发展。比如，日本汽车工业已将激光熔覆技术应用于汽车发动机进出气门和气门座圈的制作；日本核电行业已将激光熔覆技术应用于成套设备的阀门零部件的加工。而激光熔覆加工多是通过机器人运动带动激光熔覆加工头的运动来完成对工件的熔覆加工，机器人的运动是由在线编程控制，也就是说对工件的熔覆加工必须预先知道工件待熔覆区的表面轮廓曲线数学公式。而对于小批量的激光熔覆加工，前期繁琐的测量编程工作势必会影响生产效率，且有时工件的加工轮廓用仅有曲线公式根本没法描述工件图形的实际走势，动辄几百条的编程控制指令也对测量编程操作人员的操作水平要求很高。因此，迫切的需要一种新的装置解决上述技术问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，该装置整体结构设计巧妙，操作方便，并且通过巧妙的结构设计，确保了熔覆层质量，提高了工作效率。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，其特征在于，所述熔覆装置包括传导光纤，与传导光纤相连接的光路腔体，与光路腔体相连接的激光熔敷加工头，所述熔覆装置还包括光点激光传感器、以及PLC控制系统，所述光点激光传感器一端通过连接件连接在激光熔覆加工头上，另一端通过传输导线与PLC控制系统相连接，所述光点激光传感器还设置有光敏元件，所述光点激光传感器通过光敏元件收集工件反射激光的强度，分辨出待熔覆区与工件的非加工区，然后把分析数据传输给PLC控制系统，由其控制激光熔覆加工系统出光，完成对复杂结构件的激光熔覆加工，在整个加工过程中，机器人操作系统进行单一的往复运动。
[0005]作为本实用新型的一种改进，所述光路腔体包括准直镜、聚焦镜、保护镜，所述准直镜、聚焦镜、保护镜在光路腔体内部自上而下依次设置。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述熔覆装置还包括工件装置，所述工件装置上设置有工件非加工区以及工件预置粉末区。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述熔覆装置还包括连接件，所述光点激光传感器与激光熔敷加工头通过连接件相连。
[0008]相对于现有技术，本实用新型的优点如下，I)整体结构简单、操作方便、成本较低；2)本实用新型装置和部件的装备关系简单，在原有激光焊接头的基础上，通过巧妙的设计，在激光熔敷加工头附近安装一个光点激光传感器，并通过PLC控制系统使之与激光熔覆加工头的控制系统相连，从而达到在激光熔覆复杂结构件时，利用光点激光传感器与PLC控制系统以及激光熔覆加工机器人的单一往复运动，就能实现复杂结构件的熔覆加工工作；3)本实用新型对操作人员的水平要求不高，自动化程度高，生产效率大大提高，省去大量的人力；本实用新型适用于所有待加工件的表面激光熔覆加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]其中:1为传导光纤,2为准直镜,3为聚焦镜,4为连接件,5为保护镜,6为光点激光传感器，7为光敏元件，8为反射激光，9为发出的脉冲激光，10为激光光束，11为工件非加工区，12为预置粉末区，13为加工方向，14为传输导线，15为PLC控制系统。
【具体实施方式】
[0011]为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。
[0012]实施例1:如图1所示，一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，所述熔覆装置包括传导光纤1，与传导光纤相连接的光路腔体，与光路腔体相连接的激光熔覆加工头，所述熔覆装置还包括光点激光传感器6、激光熔覆加工头以及PLC控制系统15，所述光点激光传感器6 —端通过连接件4连接激光熔覆加工头，另一端通过传输导线14连接PLC控制系统15，所述光点激光传感器6内还设置有光敏元件7，光点激光传感器6发出的脉冲激光经工件表面反射后通过光敏元件7收集反射激光的强度，分辨出待熔覆区与工件的非加工区，然后把分析数据传输给PLC控制系统，由其控制激光熔覆加工系统出光，完成对复杂结构件的激光熔覆加工，在整个加工过程中，机器人操作系统进行单一的往复运动。
[0013]实施例2:如图1所示，作为本实用新型的一种改进，所述光路腔体包括准直镜2、聚焦镜3、保护镜5，所述准直镜2、聚焦镜3、保护镜5在光路腔体内部自上而下依次设置。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0014]实施例3:如图1所示，作为本实用新型的一种改进，所述熔覆装置还包括工件装置，所述工件装置上设置有工件非加工区11以及工件预置粉末区12。其余结构和优点与实施例I完全相同。
[0015]实施例4:如图1所示，作为本实用新型的一种改进，所述熔覆装置还包括连接件4，所述光点激光传感器6与激光熔敷加工头通过连接件4相连。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0016]本实用新型的工作原理为:
[0017]在实际应用的过程中，光点激光传感器6的半导体激光器对准工件表面发射脉冲激光9，经工件表面反射后到达光点传感器6的光敏元件7，由于工件非加工区11与预置粉末区12的致密度不同，所以对脉冲激光9的散射不同，非加工区11反射的激光8强度大，而预置粉末区12由于组织疏松，对激光的吸收多，反射少，相应的光敏元件7接收到的激光强度就弱，通过信号处理器把接受到的激光强度的数据分析结果传输给PLC控制系统15，PLC控制系统15在加工前事先测试出工件非加工区11反射的激光8强度作为参照值。当接受的激光强度远低于参照值时，PLC控制系统15发出一高电平，触发激光器控制系统出光对工件预置粉末区12进行熔覆加工。而接受的激光强度近似于参照值时，则表明此处为工件非加工区11，就自动跳过继续扫描下一点，依次完成对整个工件的扫描。而用于激光熔覆加工的机器人带动激光熔覆加工头只进行单一的往复运动。通过光点激光传感器与激光熔覆加工头的复合运动，完成复杂结构件的激光熔覆加工。
[0018]本实用新型还可以将实施例2、3、4所述技术特征中的至少一个与实施例1组合，形成新的实施方式。
[0019]需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。
【权利要求】
1.一种复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，其特征在于，所述熔覆装置包括传导光纤，与传导光纤相连接的光路腔体，与光路腔体相连接的激光熔覆加工头，所述激光熔覆加工装置还包括光点激光传感器以及PLC控制系统，所述光点激光传感器通过连接件连接在激光熔覆加工头上，并经传输导线与PLC控制系统相连接，所述光点激光传感器上还设置有光敏元件，光点激光传感器通过光敏元件收集工件反射激光的强度。
2.如权利要求1所述的复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，其特征在于，所述光路腔体包括准直镜、聚焦镜、保护镜，所述准直镜、聚焦镜、保护镜在光路腔体内部自上而下依次设置。
3.如权利要求1或2所述的复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，其特征在于，所述熔覆装置还包括工件装置，所述工件装置上设置有工件非加工区、预置粉末区。
4.如权利要求1或2所述的复杂结构件预置粉末激光熔覆装置，其特征在于，所述熔覆装置还包括连接件，所述光点激光传感器与激光熔敷加工头通过连接件相连。
【文档编号】C23C24/10GK203782232SQ201420079742
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】丁小粉, 普雄鹰, 麻明章, 刘爽 申请人:南京中科煜宸激光技术有限公司