一種激光熔覆成形裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種激光熔覆成形裝置，該裝置中的工作平臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)方向與工作平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向一致，提高了工作效率。通過(guò)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)的垂直升降運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)激光熔覆頭與工件的距離，保證激光光束的焦距不變，有效地配合解決了激光熔覆成形過(guò)程中層高的控制的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在熔覆過(guò)程中補(bǔ)償提升量的目的。與傳統(tǒng)的剪式升降平臺(tái)相比，有效的簡(jiǎn)化了工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，降低使用成本，便于維修保養(yǎng)，且體積較小，適用于實(shí)驗(yàn)室等小型場(chǎng)所的使用。另外，通過(guò)采用兩級(jí)伸縮油缸驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種激光溶覆成形裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于激光熔覆成形技術(shù)制造領(lǐng)域，具體涉及一種激光熔覆成形裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]激光熔覆技術(shù)是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電器特性等的工藝方法。
[0003]目前，激光熔覆成形是將成型件三維圖分層切片后，采取逐層熔覆疊加的方式加工成型件的技術(shù)，而在成形過(guò)程中，每掃完一層，激光光頭必須要提升一定的高度，保證熔池的大小在整個(gè)成形過(guò)程中的一致性，這個(gè)過(guò)程叫做層高控制。在熔覆成形時(shí)，大部分成型件都是要經(jīng)過(guò)好幾百層的堆積才能成形，在實(shí)際操作中，為了控制熔池的大小，還是需要對(duì)層高控制進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，運(yùn)用激光傳感器測(cè)量激光光頭下端與熔池的距離，若過(guò)大則說(shuō)明之前總提升量過(guò)大，需縮短光頭與熔池的距離，反之，則增大，反饋給系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，然而在使用機(jī)器人編程時(shí)，在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，程序是無(wú)法修改的，因而考慮通過(guò)工作臺(tái)的升降來(lái)補(bǔ)償提升量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中工作臺(tái)的升降一般通過(guò)剪式或雙剪式工作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，該類(lèi)工作平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保養(yǎng)維修不便，使用成本較高，體積較大，不適宜實(shí)驗(yàn)室的使用。
[0005]因此，鑒于以上問(wèn)題，有必要提出一種新型的激光熔覆成形裝置，實(shí)現(xiàn)在熔覆過(guò)程中補(bǔ)償提升量的同時(shí)，有效簡(jiǎn)化工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，降低使用成本，便于維修保養(yǎng)，適用于實(shí)驗(yàn)室等小型場(chǎng)所的使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種激光熔覆成形裝置，通過(guò)采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)升降，實(shí)現(xiàn)在熔覆過(guò)程中補(bǔ)償提升量的同時(shí)，有效簡(jiǎn)化工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，降低使用成本，便于維修保養(yǎng)，適用于實(shí)驗(yàn)室等小型場(chǎng)所的使用。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的目的提出的一種激光熔覆成形裝置，所述裝置包括激光光頭，激光傳感器，以及用于放置待成形工件且能夠通過(guò)調(diào)節(jié)工件高度以進(jìn)行層高控制的工作平臺(tái)；
[0008]所述工作平臺(tái)包括底座與固定設(shè)置于所述底座上的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有液壓缸與蓄能器，所述液壓缸的活塞桿與所述工作平臺(tái)的下表面連接。
[0009]優(yōu)選的，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述工作平臺(tái)升降速度的調(diào)速閥。
[0010]優(yōu)選的，所述液壓缸為兩級(jí)伸縮油缸。
[0011 ] 優(yōu)選的,所述液壓缸的周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的兩端分別連接所述底座與所述工作平臺(tái)。[0012]優(yōu)選的，所述移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)套與導(dǎo)柱。
[0013]優(yōu)選的，所述活塞桿的前端與所述工作平臺(tái)間還設(shè)置有用于均衡作用力的支撐平臺(tái)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型公開(kāi)的激光熔覆成形裝置的優(yōu)點(diǎn)是:該裝置中的工作平臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)方向與工作平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向一致，提高了工作效率。通過(guò)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)的垂直升降運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)激光熔覆頭與工件的距離，保證激光光束的焦距不變，有效地配合解決了激光熔覆成形過(guò)程中層高的控制的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在熔覆過(guò)程中補(bǔ)償提升量的目的。與傳統(tǒng)的剪式升降平臺(tái)相比，有效的簡(jiǎn)化了工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，降低使用成本，便于維修保養(yǎng)，且體積較小，適用于實(shí)驗(yàn)室等小型場(chǎng)所的使用。
[0015]另外，通過(guò)采用兩級(jí)伸縮油缸驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。通過(guò)設(shè)置支撐平臺(tái)可有效均衡液壓缸的作用力，保證工作平臺(tái)受力均勻，升降穩(wěn)定。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型公開(kāi)的一種激光熔覆成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型公開(kāi)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖。
[0019]圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱(chēng):
[0020]11、底座12、進(jìn)油口 13、導(dǎo)柱14、液壓缸15、導(dǎo)套16、出油口 17、工作平臺(tái)
[0021]21、油箱22、濾油器23、第一單向閥24、第二單向閥25、第三單向閥26、第四單向閥27、油泵28、調(diào)速閥29、二位四通換向閥30、蓄能器31、截止閥32、溢流閥33、二位二通閥
【具體實(shí)施方式】
[0022]在熔覆成形時(shí)，為了控制熔池的大小，還是需要對(duì)層高控制進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，運(yùn)用激光傳感器測(cè)量激光光頭下端與熔池的距離，反饋給系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，然而在使用機(jī)器人編程時(shí)，在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，程序是無(wú)法修改的，因而考慮通過(guò)工作臺(tái)的升降來(lái)補(bǔ)償提升量?，F(xiàn)有技術(shù)中工作臺(tái)的升降一般通過(guò)剪式或雙剪式工作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，該類(lèi)工作平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保養(yǎng)維修不便，使用成本較高，不適宜實(shí)驗(yàn)室的使用。
[0023]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種激光熔覆成形裝置，通過(guò)采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)升降，實(shí)現(xiàn)在熔覆過(guò)程中補(bǔ)償提升量的同時(shí)，有效簡(jiǎn)化工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，降低使用成本，便于維修保養(yǎng)，適用于實(shí)驗(yàn)室等小型場(chǎng)所的使用。
[0024]下面將通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0025]如圖1、2所示，一種激光熔覆成形裝置，該裝置包括激光光頭(未示出)，激光傳感器(未示出)，以及用于放置待成形工件的工作平臺(tái)，該裝置可通過(guò)調(diào)節(jié)工作平臺(tái)17升降以調(diào)節(jié)工件高度繼而進(jìn)行層高控制。激光傳感器用于測(cè)量激光光頭下端與熔池的距離，該距離過(guò)大，則控制工作平臺(tái)上移縮短距離，距離過(guò)小，則控制工作平臺(tái)下移增大距離。
[0026]該工作平臺(tái)包括底座11與固定設(shè)置于底座11上的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有液壓缸14與蓄能器30，液壓缸14的活塞桿與工作平臺(tái)17的下表面連接。
[0027]液壓缸14的周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的兩端分別連接底座11與工作平臺(tái)17。移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)套15與導(dǎo)柱13。通過(guò)控制液壓缸的伸縮以調(diào)節(jié)工作平臺(tái)17沿導(dǎo)柱13垂直微運(yùn)動(dòng)。
[0028]通過(guò)采用蓄能器進(jìn)行能量回收且活塞桿下降時(shí)起到背壓作用，對(duì)工作平臺(tái)得下降有一定的制動(dòng)作用，使工作平臺(tái)的下降較為平穩(wěn)。
[0029]液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)工作平臺(tái)升降速度的調(diào)速閥28。
[0030]液壓缸14為兩級(jí)伸縮油缸。結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。
[0031]活塞桿的前端與工作平臺(tái)間還設(shè)置有用于均衡作用力的支撐平臺(tái)(未示出)。通過(guò)設(shè)置支撐平臺(tái)可有效均衡液壓缸的作用力，保證工作平臺(tái)受力均勻，同時(shí)對(duì)作用力起到相應(yīng)的緩沖作用，使得升降穩(wěn)定。
[0032]該液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理如下:
[0033]二位四通換向閥29置于左位(2YA斷電)，啟動(dòng)油泵電機(jī)，經(jīng)第一單向閥23、濾油器22從油箱21吸油，再經(jīng)調(diào)速閥28、第二單向閥24、二位四通換向閥29向液壓缸14的無(wú)桿腔供油，實(shí)現(xiàn)上升運(yùn)動(dòng)，上升的速度可由調(diào)速閥28調(diào)節(jié)。
[0034]工作平臺(tái)到達(dá)預(yù)定位置后，關(guān)閉油泵電機(jī)，停止供油，第二單向閥24封閉液壓缸14的下腔，工作臺(tái)可較長(zhǎng)時(shí)間停留在工作位置。
[0035]將二位四通換向閥29中的電磁鐵2YA通電，使其切換到右位，液壓缸14的無(wú)桿腔因工作平臺(tái)自重而產(chǎn)生的壓力油經(jīng)二位四通換向閥29的右位、第三單向閥25及二位四通換向閥29的右位通路、截止閥31 (開(kāi)啟)進(jìn)入蓄能器30，將液壓缸在工作平臺(tái)自重作用下排出的壓力油儲(chǔ)存在蓄能器30中，使工作臺(tái)在下降過(guò)程中釋放出的勢(shì)能轉(zhuǎn)變成液壓能，實(shí)現(xiàn)能量回收。由于蓄能器30中液體的壓力隨著逐漸被充滿(mǎn)而上升，相當(dāng)于液壓缸下腔排油時(shí)有一定的背壓，且逐漸加大，從而對(duì)工作臺(tái)得下降起到制動(dòng)作用，使得其下降平穩(wěn)。
[0036]快速下降時(shí)，二位二通閥33切換到左位，可使液壓缸的無(wú)桿腔接通油箱，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的快速下降。
[0037]再次上升時(shí)，二位四通換向閥29切換到左位，油泵27經(jīng)過(guò)二位四通換向閥29的左位和第四單向閥26從蓄能器30吸取一定量的油液，同上進(jìn)行活塞桿的伸出運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)工作臺(tái)上升。若此次上升高度大于原先的，則油泵27通過(guò)第一單向閥23從油箱21吸油，推動(dòng)工作臺(tái)繼續(xù)上升。
[0038]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種激光熔覆成形裝置，該裝置中的工作平臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)方向與工作平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向一致，提高了工作效率。通過(guò)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)的垂直升降運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)激光熔覆頭與工件的距離，保證激光光束的焦距不變，有效地配合解決了激光熔覆成形過(guò)程中層高的控制的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在熔覆過(guò)程中補(bǔ)償提升量的目的。與傳統(tǒng)的剪式升降平臺(tái)相比，有效的簡(jiǎn)化了工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，降低使用成本，便于維修保養(yǎng)，且體積較小，適用于實(shí)驗(yàn)室等小型場(chǎng)所的使用。[0039]另外，通過(guò)采用兩級(jí)伸縮油缸驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。通過(guò)設(shè)置支撐平臺(tái)可有效均衡液壓缸的作用力，保證工作平臺(tái)受力均勻，升降穩(wěn)定。
[0040]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種激光熔覆成形裝置，其特征在于，所述裝置包括激光光頭，激光傳感器，以及用于放置待成形工件且能夠通過(guò)調(diào)節(jié)工件高度以進(jìn)行層高控制的工作平臺(tái)； 所述工作平臺(tái)包括底座與固定設(shè)置于所述底座上的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有液壓缸與蓄能器，所述液壓缸的活塞桿與所述工作平臺(tái)的下表面連接。
2.如權(quán)利要求1所述的激光熔覆成形裝置，其特征在于，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述工作平臺(tái)升降速度的調(diào)速閥。
3.如權(quán)利要求1所述的激光熔覆成形裝置，其特征在于，所述液壓缸為兩級(jí)伸縮油缸。
4.如權(quán)利要求1所述的激光熔覆成形裝置，其特征在于，所述液壓缸的周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的兩端分別連接所述底座與所述工作平臺(tái)。
5.如權(quán)利要求4所述的激光熔覆成形裝置，其特征在于，所述移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)套與導(dǎo)柱。
6.如權(quán)利要求1所述的激光熔覆成形裝置，其特征在于，所述活塞桿的前端與所述工作平臺(tái)間還設(shè)置有用于均衡作用力的支撐平臺(tái)。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK203625469SQ201320761664
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】石世宏, 何正東, 傅戈雁 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院