一种卧式水冷壁激光熔敷设备的制作方法

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种卧式水冷壁激光熔敷设备。

背景技术：

水冷壁在电厂锅炉中是不可或缺的重要部件，其经常会受到磨损减薄以及局部大磨损等问题影响，严重干扰锅炉的运行安全，故水冷壁需要进行防磨处理，增强其抗磨能力，进而延长水冷壁的使用寿命。目前水冷壁在进行防磨处理时往往选用熔敷技术，即在水冷壁表面熔敷一层金属材料，使其耐磨抗腐蚀。

然而，现有的熔敷设备不仅占地空间大、散热效果较差，而且自动化程度低，在熔敷路径规划时需要人为干预；同时由于加工出的产品常出现裂纹、气孔等现象，还需要人工进行检查筛选，人力精力付出高，但效率低下，加工周期长。综上所述，如何提供一种自动化程度高、加工精度高、加工效率高的水冷壁熔敷设备是本发明亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种卧式水冷壁激光熔敷设备，以解决上述现有技术存在的问题，该设备可以减少空间、增强效率、降低成本以及提升自动化程度和安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种卧式水冷壁激光熔敷设备，主要包括：

激光头，用于对水冷壁进行激光熔敷；

运动机构，所述激光头安装于所述运动机构上，所述运动机构用于调节所述激光头的工作位置；

视觉扫描装置，所述视觉扫描装置安装于所述运动机构上，用于自动识别水冷壁的轮廓，并进行路径规划，以辅助所述激光头自动完成熔敷过程；

激光熔敷驱动器，所述激光熔敷驱动器固定于所述运动机构的一侧，所述激光熔敷驱动器与所述激光头连接，用于向所述激光头提供粉料和熔敷动力；

粉仓，所述粉仓固定于所述运动机构的一侧，所述粉仓与所述激光熔敷驱动器连接，用于为熔敷过程提供粉末；

主体框架，所述主体框架用于安装至少一组所述运动机构。

可选的，所述运动机构包括：

x轴线性模组，所述x轴线性模组安装于所述主体框架；

y轴线性模组，所述y轴线性模组滑动安装于所述x轴线性模组；

z轴线性模组，所述z轴线性模组滑动安装于所述y轴线性模组的前侧；

s轴摆动机构，所述s轴摆动机构安装于所述z轴线性模组，所述激光头和/或所述视觉扫描装置安装于所述s轴摆动机构。

可选的，所述s轴摆动机构包括激光头安装板和伺服电机，所述激光头和/或所述视觉扫描装置安装于所述激光头安装板的底端，所述激光头安装板的顶端通过转轴可转动安装于所述z轴线性模组的底端；所述伺服电机的输出端与所述转轴连接，用于驱动所述转轴转动，以调节所述激光头和/或所述视觉扫描装置的摆动角度。

可选的，各轴线性模组均为直线导轨滑块模组，并分别由伺服电机控制在行程内往复移动。

可选的，所述粉仓包括：

支撑安装架，所述支撑安装架用于将所述粉仓与所述运动机构连接；

粉末存储仓，所述粉末存储仓安装于所述支撑安装架上，所述粉末存储仓上设置有进料口，所述进料口处安装抽风机，所述抽风机用于将外部的新粉料和/或回收粉料抽吸至所述粉末存储仓内；所述粉末存储仓内设置有粉末加热组件和过滤组件，用于对激光粉末进行实时加热和颗粒筛分；

输送风机，所述输送风机安装于所述支撑安装架上，所述输送风机通过管道与所述激光熔敷驱动器连接，用于将所述粉末存储仓内的粉末输送至所述激光熔敷驱动器内。

可选的，所述主体框架为单层框架或两层以上框架结构。

可选的，所述主体框架的外侧贴覆有保护钢板。

可选的，所述主体框架内配置有空调系统。

可选的，还包括控制系统，该控制系统与各部件电性连接，用于控制各部件的自动运行。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的卧式水冷壁激光熔敷设备，结构设计合理，集激光头运动系统、粉末处理系统及视觉扫描系统等于一身，熔敷时，先由视觉扫描装置对水冷壁轮廓进行扫描分析，规划出合理的运动路径，然后由运动机构带动激光头移动到开始位置，激光头随s轴摆动到适合的角度，之后粉末处理系统为熔敷过程提供粉料，激光头沿着视觉扫描系统规划出的运动路径开始进行激光熔敷过程，最后完成对水冷壁的激光熔敷。本发明增强了设备的加工精度与自动化程度，且在提高熔敷效率、降低人工成本、增强安全系数、减少材料浪费等方面均有突出表现，可更好地为锅炉水冷壁提升抗磨能力进行服务，实用性强。

此外，本发明通过粉仓对二次回收的激光粉末进行处理后，可将其再次投入熔敷过程使用，避免材料浪费，有利于节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明卧式水冷壁激光熔敷设备的整体结构示意图；

图2为本发明卧式水冷壁激光熔敷设备的主视图；

图3为本发明s轴摆动机构的结构示意图；

图4为本发明粉仓的结构示意图；

图5为本发明实施例一卧式水冷壁激光熔敷设备的安装示意图；

图6为图5的右视图；

图7为图5的俯视图；

图8为图5的主视图；

图9为本发明卧式水冷壁激光熔敷设备的熔敷过程示意图；

图10为图9的俯视图；

其中，附图标记为：1、激光头；2、视觉扫描装置；3、激光熔敷驱动器；4、粉仓；5、x轴线性模组；6、y轴线性模组；7、z轴线性模组；8、s轴摆动机构；9、激光头安装板；10、伺服电机；11、支撑安装架；12、粉末存储仓；13、输送风机；14、主体框架；15、水冷壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种卧式水冷壁激光熔敷设备，该设备可以减少空间、增强效率、降低成本以及提升自动化程度和安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1-10所示，本实施例提供一种卧式水冷壁激光熔敷设备，主要包括：激光头1，用于对水冷壁进行激光熔敷；运动机构，用于调节激光头1的工作位置；视觉扫描装置2，连接外部视觉系统，用于在熔敷过程中自动识别水冷壁的轮廓，并进行路径规划，以辅助激光头1自动完成熔敷过程；激光熔敷驱动器3，与激光头1连接，用于向激光头1提供粉料和熔敷动力；粉仓4，粉仓4固定于运动机构的一侧，粉仓与激光熔敷驱动器3连接，用于为熔敷过程提供熔敷粉末；主体框架14，用于安装至少一组运动机构。于本实施例中，上述视觉扫描装置采用现有视觉扫描机构，其轮廓扫面分析原理和路径规划程序均可通过现有技术实现，在此不再赘述。

本实施例中，如图1、2、9所示，运动机构包括主要x轴线性模组5、y轴线性模组6、z轴线性模组7和s轴摆动机构8。其中：x轴线性模组5对称设置两组，并安装于主体框架14；y轴线性模组6的两端分别滑动安装于上述两x轴线性模组5，以实现y轴线性模组6的x向调节；z轴线性模组6滑动安装于y轴线性模组5前侧，以实现z轴线性模组6的y向调节；s轴摆动机构8安装于z轴线性模组6，激光头1和视觉扫描装置2均安装于s轴摆动机构8，s轴摆动机构8能够在z轴线性模组6上滑动，实现y向调节。上述x轴线性模组5、y轴线性模组6和z轴线性模组7联合组成三维调节系统，用于实现对s轴摆动机构8及其上激光头1的三维方向调节。且于本实施例中，上述各轴线性模组均采用高精度直线导轨滑块模组，并分别由伺服电机控制在行程内任意移动，精度与稳定性都有很好的保证。

本实施例中，如图3所示，s轴摆动机构8包括激光头安装板9和伺服电机10，激光头1和视觉扫描装置2分别安装于激光头安装板9的底端两侧，激光头安装板9的顶端通过转轴结构可转动安装于z轴线性模组7的底端，伺服电机10的输出端与上述转轴结构动力连接，用于驱动转轴转动，以调节激光头安装板9的角度，进而控制激光头1和/或视觉扫描装置2的摆动角度。具体操作中，鉴于水冷壁15多采用卧式放置，所以激光头1及视觉扫描装置2往往向下倾斜设置，即可保障熔敷的顺利进行，又可防止激光头1内的粉末倒流。且于本实施例中，激光头1可采用本领域任意一种现有激光头结构，激光熔敷驱动器3的结构、工作原理及其与激光头1之间的驱动方式也均采用现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，如图4所示，粉仓4主要包括支撑安装架11、粉末存储仓12和输送风机13。支撑安装架11安装于y轴线性模组6的后侧，用于将粉仓与运动机构紧密连接；粉末存储仓12安装于支撑安装架11上，粉末存储仓12上设置有进料口，进料口处安装抽风机，用于将外部的新粉料和/或回收利用的粉料抽吸至粉末存储仓12内待用。本实施例在粉末存储仓12内设置有粉末加热组件和过滤组件，用于对粉末，尤其是对回收利用的粉末进行实时加热和颗粒筛分，实现对粉末去水和筛分处理，以确保送入熔敷过程的粉末的干燥性和松散性。于本具体实施例中，具备加热和筛分功能的粉末存储仓12为一种现有设备，具体不再赘述。粉仓4还包括输送风机13，输送风机13安装于支撑安装架11上，并通过管道与激光熔敷驱动器3连接，用于将粉末存储仓内的处理后的粉末输送至激光熔敷驱动器3内。激光粉末在粉末存储仓12内完成实时加热与颗粒筛分后，通过激光熔敷驱动器3进入激光熔敷粉末管道，提升熔敷效果。并且，在激光熔敷过程中，不可避免地会有熔敷粉末浪费掉，本实施例通过对二次回收的激光粉末进行处理后，可将其再次投入熔敷过程使用，避免材料浪费，有利于节约成本。

本实施例中，如图5-6所示，主体框架14可为单层框架或两层以上框架结构。为了减少大型熔敷设备的占地面积，本实施例优选采用双层框架结构，节约车间的工作空间，能够使多台机器同时进行加工，能够完成大型膜式水冷壁激光熔敷工作。当然，也可根据需求进行单层布置，拆卸方便。同时，主体框架14外侧可设保护钢板进行包裹，具有美观和防止粉尘外流功能，并配有空调系统，可为内部空间降温，避免因热量过高引起工人产生不适和机器发生故障。

本实施例中，还包括控制系统，该控制系统采用现有电性连接与上述各部件信号连接，用于控制各部件的自动运行。

熔敷时，先由视觉扫描装置对水冷壁15的管屏进行分析，规划出合理的运动路径，然后由运动机构带动激光头1移动到开始位置，激光头1随s轴摆动机构8调节至适合的角度，之后粉仓4给激光熔敷驱动器3提供熔敷粉末，沿着视觉系统规划出的运动路径开始进行激光熔敷过程，最后完成对水冷壁15的激光熔敷，使其抗磨能力大大提高。

由此可见，本实施例上述卧式水冷壁激光熔敷设备在提高熔敷效率、降低人工成本、增强安全系数、减少材料浪费等方面有很好的改进与创新，可更好地为锅炉水冷壁提升抗磨能力进行服务，实用性强。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。