一种移动式核电现场激光熔覆修复装置的制作方法

本发明涉及激光熔覆，具体涉及一种移动式核电现场激光熔覆修复装置。

背景技术：

1、激光熔覆技术因具有热输入准确控制，焊接速度高，冷却速度快，热变形小，熔覆层厚度可控性好的特点。目前，主要维修手段包括冷热喷涂、焊接修复等，但热喷涂修复的修复层与基体是部分冶金结合，结合强度不高，易脱落；焊接维修过程中对零部件本体的影响较大，修复层组织较为粗大，毛坯件加工余量大，复杂结构维修工艺自动化难度大，焊接修复层几何尺寸相差大，维修后处理难度大。激光熔覆技术可以获得组织致密、高性能(如耐磨性、耐腐蚀性能、耐冲蚀磨损性等)的熔覆层，并且激光熔覆技术可以通过离线编程、路径规划等方式，对复杂结构零部件件的缺陷进行修复，具有传统堆焊方法所不具备的优势。

2、目前，市场上出现的激光熔覆装备大多是由多个单体设备组合而成，并且只能在固定场所进行作业。若有现场维修作业需求，需对每个单体设备进行运输，而且需重新在现场进行安装、布置和调试，工作效率极低。由于核电现场一回路相关的核级部件具有放射性，为了避免环境污染等问题，必须在核电厂场内进行现场维修。现有的激光熔覆装备对于作业地点的选择具有很大的局限性，无法完成核级部件的现场维修。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种移动式核电现场激光熔覆修复装置，针对核电现场核级部件的维修需求，现有的维修技术难以实现复杂结构核级部件的磨损腐蚀缺陷的修复，并且现有的激光熔覆装备对于作业地点的选择具有很大的局限性，无法完成核级部件的现场维修的问题，该装置实现叶轮等复杂结构核级部件的现场修复，可以完成核级部件的增材修复以及表面强化，并且能够运输到核电现场进行快速校准、安装、调试。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供一种移动式核电现场激光熔覆修复装置，包括：集装功能箱和集装辅助箱，所述集装功能箱内集成有激光熔覆单元、运动变位单元和控制单元；所述集装辅助箱内集成有辅助单元；

4、所述激光熔覆单元，用于对待修复的零部件进行激光熔覆；所述激光熔覆单元包括：多轴的机器人、激光熔覆头和激光器，所述激光熔覆头连接在所述机器人的执行端，所述激光熔覆头通过光纤与所述激光器的发射端连接；

5、所述运动变位单元，用于放置待修复的零部件以及与所述机器人的联动；

6、所述控制单元包括控制器，通过离线编程软件对所述机器人进行路径规划和控制；

7、所述辅助单元，用于维持所述激光熔覆头修复环境中的稳定安全。

8、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述激光熔覆单元还包括：送粉器，所述送粉器通过送粉管路与所述激光熔覆头连接。

9、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述送粉器上至少设置有四条送粉管路。

10、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述运动变位单元包括：回转平台和双轴变位机，所述回转平台用于固定轴零部件，所述双轴变位机用于固定曲面零部件。

11、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述集装功能箱内还设置有空调系统，所述空调系统用于调控熔覆作业时环境的温度和湿度。

12、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述辅助单元包括：水冷机，所述水冷机通过水冷管路与所述激光熔覆头连接用于对所述激光熔覆头的降温。

13、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述水冷机旁设置有工具柜。

14、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述辅助单元包括：烘干箱，所述烘干箱与所述送粉器连接，所述烘干箱用于烘干激光熔覆粉末并通过运送管道送入至所述送粉器中。

15、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，所述集装功能箱和所述集装辅助箱内均设置有配电箱。

16、进一步地，在所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置中，在所述集装功能箱和所述集装辅助箱的四周各顶点均设置有吊环，在所述集装箱下端设置有叉车孔，在所述集装箱底部还设置有紧固螺栓。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明提供的移动式核电现场激光熔覆修复装置，针对需核电现场维修的核级部件的磨损腐蚀问题，采用了集装辅助箱和集装功能箱组合的方式，将功能单元和辅助单元分别对应设置在集装功能箱和集装辅助箱内，将作业现场设备与辅助设备进行了分离，避免了辅助设备的频繁搬运，同时集装箱还进行小型化紧密设计，并适应远距离运输后的再次校准、调试、部署，提高了核电现场的修复效率，降低了核级部件的修复成本。通过激光熔覆技术，可以实现核级部件的增材修复以及表面强化。本发明的装置具有可移动性，运输方便安全，并且能够在核电现场快速校准、安装、调试，解决了核级部件核电现场维修的局限性。

19、本发明提供的装置中集成了robertmaster等编程软件，可对待修复工件进行离线编程及路径规划，并且还可以模拟机器人的运动轨迹，进行运动干涉分析及奇异点分析，机器人的运动轨迹可预览，降低了机器人的碰撞风险。

20、本发明的运动变位单元采用双工位协同模式，通过回转平台和双轴变位机可实现双工位之间可快速切换，同时还能与机器人实现耦合联动，减少修复不同零部件时机器人的空移时间和零部件的装夹时间，可大大提高修复效率。

21、本发明中机器人采用六轴机器人，与高精度的双轴变位机组成八轴联动激光熔覆修复装置，通过对熔覆头与待修复曲面部件的相对位置的实时控制，实现空间曲面部件的修复。本发明通过六轴机器人与双轴变位机协同，以及离线编程和路径规划，可以实现叶轮等复杂结构核级部件的现场修复，克服了复杂部件难修复的问题。

技术特征：

1.一种移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，包括：集装功能箱(100)和集装辅助箱(200)，所述集装功能箱(100)内集成有激光熔覆单元、运动变位单元和控制单元；所述集装辅助箱(200)内集成有辅助单元；

2.根据权利要求1所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述激光熔覆单元还包括：送粉器(114)，所述送粉器(114)通过送粉管路与所述激光熔覆头(112)连接。

3.根据权利要求2所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述送粉器(114)上至少设置有四条送粉管路。

4.根据权利要求1所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述运动变位单元包括：回转平台(131)和双轴变位机(132)，所述回转平台(131)用于固定轴零部件，所述双轴变位机(132)用于固定曲面零部件。

5.根据权利要求1所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述集装功能箱(100)内还设置有空调系统(140)，所述空调系统(140)用于调控熔覆作业时环境的温度和湿度。

6.根据权利要求1所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述辅助单元包括：水冷机(210)，所述水冷机(210)通过水冷管路与所述激光熔覆头(112)连接用于对所述激光熔覆头(112)的降温。

7.根据权利要求6所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述水冷机(210)旁设置有工具柜(220)。

8.根据权利要求2所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述辅助单元包括：烘干箱(230)，所述烘干箱(230)与所述送粉器(114)连接，所述烘干箱(230)用于烘干激光熔覆粉末并通过运送管道送入至所述送粉器(114)中。

9.根据权利要求1所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，所述集装功能箱(100)和所述集装辅助箱(200)内均设置有配电箱(150)。

10.根据权利要求1所述的移动式核电现场激光熔覆修复装置，其特征在于，在所述集装功能箱(100)和所述集装辅助箱(200)的四周各顶点均设置有吊环(101)，在所述集装功能箱(100)和所述集装辅助箱(200)下端设置有叉车孔(102)，在所述集装功能箱(100)和所述集装辅助箱(200)底部还设置有紧固螺栓。

技术总结
本发明公开了一种移动式核电现场激光熔覆修复装置，属于激光熔覆技术领域。其包括：集装功能箱和集装辅助箱，所述集装功能箱内集成有激光熔覆单元、运动变位单元和控制单元；所述集装辅助箱内集成有辅助单元；所述激光熔覆单元，用于对待修复的零部件进行激光熔覆；所述运动变位单元，用于放置待修复的零部件以及与所述机器人的联动；所述控制单元；所述控制单元包括控制器，通过离线编程软件对所述机器人进行路径规划和控制；所述辅助单元，用于维持所述激光熔覆头修复环境中的稳定安全。本发明的装置具有可移动性，运输方便安全，并且能够在核电现场快速校准、安装、调试，解决了核级部件核电现场维修的局限性。

技术研发人员：陈浩瀚,胡明宇,盖欣,叶义海,朱勇辉
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16