一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统的制作方法

本发明涉及激光熔覆加工头领域，尤其涉及一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统。

背景技术：

1、激光熔覆加工头是一种用于激光熔覆加工的装置，通常用于金属表面修复、涂覆和制造。它通过将激光束聚焦到工件表面，将粉末或线材等添加材料熔化并喷射到工件表面，从而实现金属表面的修复、改性或增材制造。

2、传统的激光熔覆加工系统通常采用固定焦距的激光头，其焦距通常在加工过程中无法调节，存在着无法适应工件表面形状变化的问题，导致加工质量和效率不稳定。为此提出一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，旨在改善了现有技术中焦距通常在加工过程中无法调节，存在着无法适应工件表面形状变化的问题，导致加工质量和效率不稳定的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，系统包括激光源模块、聚焦光学模块、自适应调节模块、传感器模块、控制模块、机械执行模块、工件支撑模块，

3、所述激光源模块产生的激光束通过光学传输系统传输到聚焦光学模块，所述聚焦光学模块使用透镜或反射镜将激光束聚焦到工件表面，形成所需的焦点，所述聚焦光学模块的焦距通过所述自适应调节模块实时调整，所述自适应调节模块根据所述传感器模块提供的工件表面数据，所述控制聚焦光学模块的焦距，以确保激光始终准确聚焦在工件表面上，所述传感器模块负责监测工件表面的形状和距离变化，并将实时数据传输给自适应调节模块，所述自适应调节模块根据传感器提供的数据调整焦距，以适应工件表面的变化，所述自适应调节模块根据传感器数据调整焦距，并将调节结果传输给控制模块。

4、一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，系统包括激光源模块、聚焦光学模块、自适应调节模块、传感器模块、控制模块、机械执行模块、工件支撑模块，

5、所述激光源模块产生的激光束通过光学传输系统传输到聚焦光学模块，所述聚焦光学模块使用透镜或反射镜将激光束聚焦到工件表面，形成所需的焦点，所述聚焦光学模块的焦距通过所述自适应调节模块实时调整，所述自适应调节模块根据所述传感器模块提供的工件表面数据，所述控制聚焦光学模块的焦距，以确保激光始终准确聚焦在工件表面上，所述传感器模块负责监测工件表面的形状和距离变化，并将实时数据传输给自适应调节模块，所述自适应调节模块根据传感器提供的数据调整焦距，以适应工件表面的变化，所述自适应调节模块根据传感器数据调整焦距，并将调节结果传输给控制模块。

6、作为上述技术方案的进一步描述：

7、所述控制模块根据自适应调节模块提供的数据和指令，控制整个系统的运行状态，所述控制模块接收自适应调节模块的数据和指令，并将其转化为所述机械执行模块的控制信号，所述机械执行模块根据控制信号驱动激光熔覆加工头在工件表面进行精确的运动，所述工件支撑模块用于支撑和固定工件，以确保其在加工过程中保持稳定的位置和姿态，所述机械执行模块通过控制工件支撑模块的运动，将工件置于适当的加工位置。

8、作为上述技术方案的进一步描述：

9、所述激光源模块具体包括激光发生器、电源及控制系统、光学传输系统，所述激光发生器控制激光熔覆加工的质量和效率，所述电源及控制系统负责为激光发生器提供稳定、可靠的电源，并对激光发生器的运行状态进行实时监控和控制。

10、作为上述技术方案的进一步描述：

11、所述传感器模块包括距离传感器和形状传感器，所述距离传感器用于测量激光熔覆加工头与工件表面之间的距离，所述形状传感器则用于获取工件表面的形状信息。

12、作为上述技术方案的进一步描述：

13、所述自适应调节模块采用算法和控制系统，根据传感器模块提供的数据调整聚焦光学模块的焦距。

14、作为上述技术方案的进一步描述：

15、所述控制模块实时接收自适应调节模块的数据和指令，并根据这些信息生成精确的控制信号，驱动机械执行模块进行精确的运动。

16、作为上述技术方案的进一步描述：

17、所述机械执行模块包括激光熔覆加工头的驱动机构和运动控制系统，驱动机构负责驱动激光熔覆加工头在工件表面进行精确的运动，运动控制系统则负责生成和执行驱动机构的运动指令。

18、作为上述技术方案的进一步描述：

19、所述工件支撑模块包括工件台和工件夹持装置，所述工件台用于支撑和固定工件，确保其在加工过程中保持稳定的位置和姿态。

20、作为上述技术方案的进一步描述：

21、所述工件夹持装置则用于夹持和固定工件，防止其在加工过程中发生移动或变形。

22、作为上述技术方案的进一步描述：

23、所述光学传输系统则负责将激光发生器产生的激光束传输到所述聚焦光学模块，确保激光束的质量和稳定性。

24、本发明具有如下有益效果：

25、1、本发明中，通过自适应调节模块，根据传感器模块提供的实时数据动态调整焦距，确保激光始终准确聚焦在工件表面上，从而避免了焦距无法调节的问题，传感器模块用于监测工件表面的形状和距离变化，并将实时数据传输给自适应调节模块。使得系统能够快速响应工件表面的变化，保持焦点在合适的位置，从而提高了加工质量和效率的稳定性。

26、2、本发明中，通过自适应滤波和信号处理技术，消除传感器数据中的噪声和干扰，提高测量精度。有助于自适应调节模块更准确地控制焦距，从而实现精确的激光熔覆加工，控制模块采用先进的实时控制算法，以实现对加工过程的精确控制，能够根据传感器模块提供的数据和指令生成精确的控制信号，驱动机械执行模块进行精确的运动，从而保证加工过程的稳定性和效率。

技术特征：

1.一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：系统包括激光源模块、聚焦光学模块、自适应调节模块、传感器模块、控制模块、机械执行模块、工件支撑模块，

2.根据权利要求1所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述控制模块根据自适应调节模块提供的数据和指令，控制整个系统的运行状态，所述控制模块接收自适应调节模块的数据和指令，并将其转化为所述机械执行模块的控制信号，所述机械执行模块根据控制信号驱动激光熔覆加工头在工件表面进行精确的运动，所述工件支撑模块用于支撑和固定工件，以确保其在加工过程中保持稳定的位置和姿态，所述机械执行模块通过控制工件支撑模块的运动，将工件置于适当的加工位置。

3.根据权利要求1所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述激光源模块具体包括激光发生器、电源及控制系统、光学传输系统，所述激光发生器控制激光熔覆加工的质量和效率，所述电源及控制系统负责为激光发生器提供稳定、可靠的电源，并对激光发生器的运行状态进行实时监控和控制。

4.根据权利要求1所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述传感器模块包括距离传感器和形状传感器，所述距离传感器用于测量激光熔覆加工头与工件表面之间的距离，所述形状传感器则用于获取工件表面的形状信息。

5.根据权利要求1所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述自适应调节模块采用算法和控制系统，根据传感器模块提供的数据调整聚焦光学模块的焦距。

6.根据权利要求2所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述控制模块实时接收自适应调节模块的数据和指令，并根据这些信息生成精确的控制信号，驱动机械执行模块进行精确的运动。

7.根据权利要求2所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述机械执行模块包括激光熔覆加工头的驱动机构和运动控制系统，驱动机构负责驱动激光熔覆加工头在工件表面进行精确的运动，运动控制系统则负责生成和执行驱动机构的运动指令。

8.根据权利要求2所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述工件支撑模块包括工件台和工件夹持装置，所述工件台用于支撑和固定工件，确保其在加工过程中保持稳定的位置和姿态。

9.根据权利要求8所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述工件夹持装置则用于夹持和固定工件，防止其在加工过程中发生移动或变形。

10.根据权利要求3所述的一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，其特征在于：所述光学传输系统则负责将激光发生器产生的激光束传输到所述聚焦光学模块，确保激光束的质量和稳定性。

技术总结
本发明涉及激光熔覆加工头技术领域，公开了一种随运动自适应调节工作焦距的激光熔覆加工头系统，系统包括激光源模块、聚焦光学模块、自适应调节模块、传感器模块、控制模块、机械执行模块、工件支撑模块，所述激光源模块产生的激光束通过光学传输系统传输到聚焦光学模块，所述聚焦光学模块使用透镜或反射镜将激光束聚焦到工件表面，形成所需的焦点，所述聚焦光学模块的焦距通过所述自适应调节模块实时调整。本发明中，通过自适应调节模块根据传感器模块提供的实时数据动态调整焦距，并监测工件表面的形状和距离变化，并将实时数据传输给自适应调节模块，快速响应工件表面的变化，从而提高了加工质量和效率的稳定性。

技术研发人员：蒋习锋,丁亚军,陈浩,房庆峰
受保护的技术使用者：济南金威刻激光科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9