CN108480636B - 一种激光增材制造校点装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光增材制造校点装置，包括金属环、发光二级管、电池盒、工件、弹簧探针、连接杆和连接块，所述弹簧探针通过连接杆连接到金属环上，所述金属环上还设有连接块和电池盒，所述电池盒中用于安装纽扣电池，所述发光二极管的导线分别与纽扣电池和连接块相接。本发明是一种结构简单、拆装方便，用于激光增材制造的校点工具，实现了可以解决斜面、不规则面的校点问题，取点精度可以达到0.02mm，特别是在小功率熔覆、特殊零件的精细修复、制造，大大提高了质量，减少了因取点造成的缺陷。

Description

一种激光增材制造校点装置

技术领域

本发明涉及一种校点工具，具体涉及一种激光增材制造校点装置。

背景技术

近几年来，基于“离散—堆积”和“添加成形”的激光增材制造技术已经可以从CAD模型和金属粉末直接制造密度近乎100％的金属零件。常用金属材料如工具钢、不锈钢、镍合金、铜合金、钛合金和钨合金等都已经试制成功，制造的金属零件正在逐步走向实际工业应用。激光熔覆是一种表面改性技术，既可用于零件的修复，也可以用于零件的增材制造。

激光熔覆过程校点取点形成坐标点，空间笛卡尔坐标点由6个方向的数值组成{X，Y，Z，X轴，Y轴，Z轴}，一般的取点方式都难于精确获取工件上某特定位置的坐标点定数值，特别是斜面或不规则位置的取点更难于把握。一般取点靠人肉眼判断是否到位，准确度存在较大的偏差。在环境中(纯氮环境)，取点更困难，原因在于目视距离远，手工取难操作。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述难于精确获取工件上某特定位置的坐标点定数值，特别是斜面或不规则位置的取点的问题，本发明提供一种激光增材制造校点装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种激光增材制造校点装置，所述装置包括套设在喷嘴外壁上的金属环，所述金属环上设有用于安装纽扣电池的电池盒，所述金属环上还设有第一连接块，所述第一连接块外侧设有第二连接块，所述第二连接块上设置有连接杆，所述连接杆末端设置有用于接触工件校点的弹簧探针。所述装置还包括有发光二级管，所述发光二极管分别与纽扣电池和第二连接块电连接，所述纽扣电池与工件电连接。

本发明工作时，将装置套设于喷嘴上，使用之前，通过调节螺钉，调节第一连接块和第二连接块，校准弹簧探针顶尖的位置实现对装置的校准，该装置与工件、工作台以及机器人手臂形成电路回路，电路回路经过：喷嘴-机器人手臂-工作台-工件-弹簧探针-发光二极管-纽扣电池，当弹簧探针接触到工件时，发光二级管会发光，从而确定喷嘴已达到要求的范围内。即在小于该距离范围内，发光二极管处于发光状态。反之，恰好等于或者稍大于要求的范围，发光二极管会熄灭，通过发光二极管的明灭作为校点距离的判断，实现校准效果。

进一步地，所述金属环和第一连接块材料为铝，表面采用阳极氧化处理，使之绝缘。如果金属环和第一连接块经过电路回路，发光二极管常亮，无法实现校点。

进一步地，所述弹簧探针内部设有可实现纵向弹性伸缩的弹簧部件，实现柔性接触，避免刚性接触造成工件表面操作及机器人错误，当接触到工件时，发光二级管会发光。

进一步地，所述喷嘴由可导电机器人手臂夹持，机器人手臂可以导电，并与工作台、工件相接触并可导通。

进一步地，所述金属环上设有三颗用于固定和校准的螺钉，在使用装置前，可通过这三颗螺钉进行调节以校准探针顶尖的位置。

进一步地，所述连接杆与第二连接块通过螺钉连接，连接杆可绕螺钉转动，在校点取点前可以通过调节螺钉校准弹簧探针顶尖的位置，在校点取点后可通过扳动连接杆将弹簧探针向上扳，进行之后的工序操作。

进一步地，所述第一连接块和第二连接块通过螺钉连接，连接方式简单，在校点取点前可以通过调节螺钉校准弹簧探针顶尖的位置。

进一步地，所述电池盒和所述第一连接块均通过螺钉连接到金属环上，连接方式简单可靠，操作方便。

进一步地，所述连接杆与金属环环面夹角为50～70°，由于喷嘴处为倒梯形，连接杆角度在该范围内可取得良好的校点效果。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、可以解决斜面、不规则面的校点问题，取点精度可以达到0.02mm，特别是在小功率熔覆、特殊零件的精细修复、制造，大大提高了质量，减少了因取点造成的缺陷。

2、提高激光熔覆的取点效率，减少人为误差。

3、适应性高、操作方便。

4、采用LED发光二极管设计，直观准确。

5、采用弹簧探针，实现柔性接触，避免刚性接触造成工件表面操作及机器人错误。

附图说明

图1是本发明激光增材制造校点装置的结构图；

图中标记为：1-发光二级管，2-电池盒，3-纽扣电池，4-金属环，5-喷嘴，6-工件，7-弹簧探针，8-连接杆，9-第一连接块，10-第二连接块。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1对本发明作详细说明。

实施例1

一种激光增材制造校点装置，所述装置包括套设在喷嘴5外壁上的金属环4，所述金属环4上设有用于安装纽扣电池3的电池盒2，所述金属环4上还设有第一连接块9，所述第一连接块9外侧设有第二连接块10，所述第二连接块10上设置有连接杆8，所述连接杆8末端设置有用于接触工件6校点的弹簧探针7。所述装置还包括有发光二级管1，所述发光二极管1分别与纽扣电池3和第二连接块10电连接，所述纽扣电池3与工件6电连接。

本发明工作时，将装置套设于喷嘴5上，使用之前，通过调节螺钉，调节第一连接块9和第二连接块10，校准弹簧探针7顶尖的位置实现对装置的校准，该装置与工件6、工作台以及机器人手臂形成电路回路，电路回路经过：喷嘴5-机器人手臂-工作台-工件6-弹簧探针7-发光二极管1-纽扣电池3，当弹簧探针7接触到工件时，发光二级管1会发光，从而确定喷嘴5已达到要求的范围内。即在小于该距离范围内，发光二极管1处于发光状态。反之，恰好等于或者稍大于要求的范围，发光二极管1会熄灭，通过发光二极管1的明灭作为校点距离的判断，实现校准效果。

所述激光增材制造校点装置采用LED发光二极管设计，直观准确，采用弹簧探针，实现柔性接触，避免刚性接触造成工件表面操作及机器人错误，提高激光熔覆取点效率，适应性高，操作方便，可以解决斜面、不规则面的校点问题，取点精度可以达到0.02mm，特别是在小功率熔覆、特殊零件的精细修复、制造，大大提高了质量，减少了因取点造成的缺陷。

实施例2

基于实施例1，所述金属环4和第一连接块9材料为铝，表面采用阳极氧化处理，经阳极氧化处理后的的铝材表面绝缘，与其他部件接触但不导电。

实施例3

基于实施例1，所述弹簧探针7内部设有可实现纵向弹性伸缩的弹簧部件，当接触到工件时，LED发光二级管1会发光，从而确定喷嘴已达到要求的范围内。即，在小于该距离范围内，LED发光二极管1处于发光状态。反之，恰好等于或者稍大于要求的范围，LED发光二极管1会熄灭。

实施例4

基于实施例1，所述喷嘴5由可导电机器人手臂夹持，机器人手臂导电，与工作台、工件6接触并导电。

实施例5

基于实施例1，所述金属环4上设有三颗用于固定和校准的螺钉，在使用前，先校准，通过这三颗螺钉进行调节，校准弹簧探针7顶尖的位置。

实施例6

基于实施例1，所述连接杆8与第二连接块10通过螺钉连接，连接杆可绕螺钉转动，校点取点后，将探针向上扳，即可进行熔覆操作。

实施例7

基于实施例1，所述第一连接块9和第二连接块10通过螺钉连接，螺钉可调节，在使用装置前，通过第一连接块9和第二连接块10调节以校准弹簧探针7顶尖的位置。

实施例8

基于实施例1，所述电池盒2和所述第一连接块9均通过螺钉连接到金属环4，连接方式简单可靠，适用范围广，实用性强。

实施例9

基于实施例1，所述连接杆8与金属环4环面夹角为50～70°，喷嘴5前端为上宽下窄的倒梯形，金属环4套设于喷嘴5上，连接杆与环面夹角取50～70°范围内时，取得良好的校点效果。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种激光增材制造校点装置，其特征在于：所述装置包括套设在喷嘴(5)外壁上的金属环(4)，所述金属环(4)上设有用于安装纽扣电池(3)的电池盒(2)，所述金属环(4)上还设有第一连接块(9)，所述第一连接块(9)外侧设有第二连接块(10)，所述第二连接块(10)上设置有连接杆(8)，所述连接杆(8)末端设置有用于接触工件(6)校点的弹簧探针(7)，所述装置还包括有发光二级管(1)，所述发光二极管(1)分别与纽扣电池(3)和第二连接块(10)电连接，所述纽扣电池(3)与工件(6)电连接；

所述金属环(4)和第一连接块(9)材料为铝，两者的表面均采用阳极氧化处理；

所述弹簧探针(7)内部设有实现纵向弹性伸缩的弹簧部件；

所述喷嘴(5)由可导电机器人手臂夹持；

所述金属环(4)上设有三颗用于固定和校准弹簧探针(7)顶尖位置的螺钉；

所述连接杆(8)与第二连接块(10)通过螺钉连接；

所述第一连接块(9)和第二连接块(10)通过螺钉连接；

所述电池盒(2)和所述第一连接块(9)均通过螺钉连接到金属环(4)上；

所述连接杆(8)与金属环(4)环面夹角为50～70°。