CN111551940A - 一种激光熔覆头的防撞方法 - Google Patents
一种激光熔覆头的防撞方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111551940A CN111551940A CN202010285562.0A CN202010285562A CN111551940A CN 111551940 A CN111551940 A CN 111551940A CN 202010285562 A CN202010285562 A CN 202010285562A CN 111551940 A CN111551940 A CN 111551940A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser cladding
- sensor
- cladding head
- distance
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/52006—Means for monitoring or calibrating with provision for compensating the effects of temperature
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明公开一种激光熔覆头的防撞方法，其特征在于：1）在激光熔覆头上安装带有温度补偿的超声波测距传感器，将传感器安装至合适的位置，传感器测量激光熔覆头与工件之间的距离。2）启动传感器，控制系统界面设置激光熔覆头与工件间的安全距离。传感器对激光熔覆头与工件的距离进行实时监测。3)传感器将实时监测的距离以及温度信息处理后反馈至控制系统，控制系统根据接收的信号，输出对激光熔覆头Z轴的驱动指令，控制系统接收到的是安全信号时，指令伺服按预设程序运转，接受到的是危险信号时，指令电机停止，并在显示屏上提示危险报警信息。由于在激光熔覆头上配备传感器，能有效防止激光熔覆头与工件发生碰撞，从而保护激光熔覆头不被损害。
Description
技术领域
本发明涉及激光熔覆领域，特别涉及一种激光熔覆头的防撞方法。
背景技术
激光熔覆技术作为材料表面改性技术的一种有效手段，可以显著改善金属材料表面的强度、硬度、耐磨、抗高温氧化、耐腐蚀等性能。现有激光熔覆设备大多不具备激光熔覆头防撞功能，在实际操作过程中，由于预设激光熔覆头的运动路径不合理或人为误操作等，容易使激光熔覆头与工件发生碰撞，轻则影响激光熔覆头的精度，重则损毁激光熔覆头，给企业带来不必要的经济损失。中国发明专利CN208844196U公开了一种带有急停控制的磁耦合激光熔覆头防撞装置，通过微动开关实现撞击的快速响应，从而降低了撞击对熔覆头带来的损害。但该方法属于被动式防撞技术，即在激光熔覆头与工件发生了碰撞后才能进行制动，实际操作过程中，由于激光熔覆头的运动速度快，惯性大，很难做到碰撞发生时立即制动，依然具有一定的迟滞性，无法有效避免碰撞对激光熔覆头带来的不利影响。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为解决激光熔覆设备在使用过程中激光熔覆头与工件发生碰撞的问题，本发明提供了一种激光熔覆头的防撞方法。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种激光熔覆头的防撞方法，其特征在于：
1）在激光熔覆头上安装带有温度补偿的超声波测距传感器，将传感器安装至合适的位置，以便传感器可测得激光熔覆头与工件之间的距离。
2）启动传感器，控制系统界面设置激光熔覆头与工件间的安全距离。传感器对激光熔覆头与工件的距离进行实时监测。
3）传感器将实时监测的距离以及温度信息反馈至控制系统，控制系统根据接收到感应信号，输出对激光熔覆头Z轴的伺服驱动指令。当控制系统接收到的是安全信号时，指令伺服按预设程序运转，接受到的是危险信号时，指令电机停止并在控制系统显示屏上提示危险报警信息。
在激光熔覆头4上安装带有温度补偿的超声波传感器的方法是利用一个一侧带有传感器2安装孔的金属卡箍1，金属卡箍1带有紧固螺丝5，金属卡箍卡1紧在激光熔覆头4，利用紧固螺丝5锁紧。传感器2固定在金属卡箍1上的方法是在金属卡箍1一侧加工一个圆孔，将带有螺纹的传感器2穿过圆孔，上下通过传感器螺母3紧固。
带有温度补偿的超声波传感器分为发射单元、接收单元、感温单元、传感器中控单元、输出单元五个部分。传感器启动后超声波发射部分发出超声波，超声波遇到工件反射至超声波接收器，同时温度传感器检测当前的实时温度。传感器中控单元在通过超声波发射与接收之间的时间间隔，结合当前的温度，计算出激光熔覆头至工件之间的距离，通过输出单元，将监测结果通过输出单元反馈至控制系统。控制系统能够对接收的监测结果进行逻辑判断，并可对激光熔覆设备进行智能控制，当判断结果为危险时，控制激光熔覆设备的制动器，进行紧急抱闸刹车，避免激光熔覆头与工件发生碰撞。
（三）有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明一种激光熔覆头的防撞方法具有以下有益效果：由于本发明在激光熔覆头上配备带有温度补偿的超声波测距传感器，当激光熔覆头下降至危险距离时，传感器会发送信号给控制系统，控制系统控制激光熔覆头提前制动，不会使得激光熔覆头与工件发生接触。因此，本发明能有效防止激光熔覆头与工件发生接触碰撞，从而保护激光熔覆头不被损害。
附图说明
图1 为本发明带温度补偿的超声波传感器位置图。
图2为本发明的带温度补偿的超声波防撞控制系统原理流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实例，并配合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。
为使激光熔覆头在工作过程中，能够实时监控行程，有效避免激光熔覆头与工件发生碰撞，本发明在激光熔覆头上添加了一个带有温度补偿的超声波传感器，安装位置如图1所示，利用一个一侧带有传感器安装孔的金属卡箍1，金属卡箍1带有紧固螺丝5，金属卡箍1卡紧在激光熔覆头4，利用紧固螺丝5锁紧。传感器2固定在金属卡箍上1的方法是在金属卡箍1一侧加工一个圆孔，将带有螺纹的传感器穿过圆孔，上下通过传感器螺母3紧固。
如图2所示，带有温度补偿的超声波传感器分为发射单元、接收单元、感温单元、传感器中控单元、输出单元五个部分。传感器启动后超声波发射部分发出超声波，超声波遇到工件反射至超声波接收器，同时温度传感器检测当前的实时温度。传感器中控单元在通过超声波发射与接收之间的时间间隔，结合当前的温度，计算出激光熔覆头与工件之间的距离，通过输出单元，将监测结果通过输出单元反馈至控制系统。控制系统能够对接收的监测结果进行逻辑判断，并可对激光熔覆设备进行智能控制，当判断结果为危险时，控制激光熔覆设备的制动器，进行紧急抱闸刹车，提前避免激光熔覆头与工件发生碰撞。
因此，实现本发明的步骤应该是：
1）在激光熔覆头4上安装带有温度补偿的超声波测距传感器2，通过金属卡箍1将传感器2调整至合适的位置，利用锁紧螺丝5进行紧固锁紧。将带有温度补偿的超声波测距传感器穿过卡箍1外侧的圆孔。传感器外侧带有螺纹并配有上下各一个紧固螺母，调整好传感器2的位置使之相较于激光熔覆头4平行，将上下螺母拧紧固定。
2）启动装置，在控制系统界面设置激光熔覆头4与工件间的安全距离。传感器2对激光熔覆头4与工件的距离进行实时监测。
传感器2将实时监测的距离以及温度信息反馈至中控单元，中控单元根据接收到感应信号，转化为对激光熔覆头4的Z轴的伺服驱动指令，接收到的是安全信号时，指令伺服按预设程序运转，接受到的是危险信号时，指令电机停止，在控制系统显示屏上提示危险报警信息。
Claims (3)
1.一种激光熔覆头的防撞方法，其特征在于：（1）在激光熔覆头上安装带有温度补偿的超声波测距传感器，将传感器安装至合适的位置，以便传感器可测得激光熔覆头与工件之间的距离；
（2）启动传感器，控制系统界面设置激光熔覆头与工件间的安全距离，传感器对激光熔覆头与工件的距离进行实时监测；
（3）传感器将实时监测的距离以及温度信息处理后反馈至控制系统，控制系统根据接收到的信号，转化为对激光熔覆头Z轴的伺服驱动指令，接收到的是安全信号时，指令伺服按预设程序运转，接受到的是危险信号时，指令电机停止并在控制系统显示屏上提示危险报警信息。
2.根据权利要求1所述一种激光熔覆头的防撞方法，其特征在于：激光熔覆头（4）上安装带有温度补偿的超声波传感器的方法是利用一个一侧带有传感器（2）安装孔的金属卡箍（1），金属卡箍（1）带有紧固螺丝（5），金属卡箍卡（1）紧在激光熔覆头（4），利用紧固螺丝（5）锁紧；传感器（2）固定在金属卡箍（1）上的方法是在金属卡箍（1）一侧加工一个圆孔，将带有螺纹的传感器（2）穿过圆孔，上下通过传感器螺母（3）紧固。
3.根据权利要求1或2所述一种激光熔覆头的防撞方法，其特征在于：带有温度补偿的超声波传感器分为发射单元、接收单元、感温单元、传感器中控单元、输出单元五个部分；
传感器启动后超声波发射部分发出超声波，超声波遇到工件反射至超声波接收器，同时温度传感器检测当前的实时温度；传感器中控单元在通过超声波发射与接收之间的时间间隔，结合当前的温度，计算出激光熔覆头与工件之间的距离，通过输出单元，将监测结果通过输出单元反馈至控制系统；控制系统能够对接收的监测结果进行逻辑判断，并可对激光熔覆设备进行智能控制，当判断结果为危险时，控制激光熔覆设备的制动器，进行紧急抱闸刹车，提前避免激光熔覆头与工件发生碰撞。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010285562.0A CN111551940A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种激光熔覆头的防撞方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010285562.0A CN111551940A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种激光熔覆头的防撞方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111551940A true CN111551940A (zh) | 2020-08-18 |
Family
ID=72004387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010285562.0A Pending CN111551940A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种激光熔覆头的防撞方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111551940A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113985807A (zh) * | 2021-09-06 | 2022-01-28 | 武汉科技大学 | 一种激光熔覆熔覆头防撞避障控制系统及方法 |
| CN114686877A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-07-01 | 武汉点金激光科技有限公司 | 一种轴类件激光熔覆机及激光熔覆加工系统 |
| CN115194183A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-18 | 西安增材制造国家研究院有限公司 | 一种增材制造设备用激光熔覆头智能防撞系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104656088A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 无锡市崇安区科技创业服务中心 | 一种具有温度补偿的采用脉冲计数的超声波汽车防撞系统 |
| CN105382427A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-09 | 武汉金运激光股份有限公司 | 一种防撞激光头及一种激光切割机和激光头防撞方法 |
| CN208052600U (zh) * | 2018-04-04 | 2018-11-06 | 鑫精合激光科技发展（北京）有限公司 | 一种具有测距功能的激光熔覆头 |
| CN109050458A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-21 | 东南大学 | 一种汽车碰撞防护装置、监测防护方法及安装有碰撞防护装置的汽车 |
| CN209323009U (zh) * | 2018-10-29 | 2019-08-30 | 南京派纳克激光科技有限公司 | 一种自动调高激光熔覆装置 |
| WO2019244077A1 (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Salvagnini Italia S.P.A. | Machine tool with laser cutting head and method for controlling relative collision |
-
2020
- 2020-04-13 CN CN202010285562.0A patent/CN111551940A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104656088A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 无锡市崇安区科技创业服务中心 | 一种具有温度补偿的采用脉冲计数的超声波汽车防撞系统 |
| CN105382427A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-09 | 武汉金运激光股份有限公司 | 一种防撞激光头及一种激光切割机和激光头防撞方法 |
| CN208052600U (zh) * | 2018-04-04 | 2018-11-06 | 鑫精合激光科技发展（北京）有限公司 | 一种具有测距功能的激光熔覆头 |
| WO2019244077A1 (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Salvagnini Italia S.P.A. | Machine tool with laser cutting head and method for controlling relative collision |
| CN109050458A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-21 | 东南大学 | 一种汽车碰撞防护装置、监测防护方法及安装有碰撞防护装置的汽车 |
| CN209323009U (zh) * | 2018-10-29 | 2019-08-30 | 南京派纳克激光科技有限公司 | 一种自动调高激光熔覆装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113985807A (zh) * | 2021-09-06 | 2022-01-28 | 武汉科技大学 | 一种激光熔覆熔覆头防撞避障控制系统及方法 |
| CN113985807B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-12-26 | 武汉科技大学 | 一种用于激光熔覆的熔覆头防撞避障控制系统及方法 |
| CN114686877A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-07-01 | 武汉点金激光科技有限公司 | 一种轴类件激光熔覆机及激光熔覆加工系统 |
| CN115194183A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-18 | 西安增材制造国家研究院有限公司 | 一种增材制造设备用激光熔覆头智能防撞系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111551940A (zh) | 一种激光熔覆头的防撞方法 | |
| CN100543619C (zh) | 用于在机器的机器元件与物体发生接触时产生明确反应的方法和控制装置 | |
| CN110977972A (zh) | 一种多关节机器人碰撞检测方法、计算机可读存储介质及机器人 | |
| CN108821123A (zh) | 一种桥式起重机智能防撞系统 | |
| CN111347416B (zh) | 一种无外部传感器的检查机器人碰撞检测方法 | |
| CN110525431A (zh) | 一种基于智能化控制的应用于机场的特种车辆防撞系统 | |
| CN110919460A (zh) | 一种基于超声信号及力学信号的在机测厚系统 | |
| WO2021057454A1 (zh) | 三维防碰撞传感器及感应处理系统 | |
| CN116690303A (zh) | 一种机床防撞刀控制方法、机床以及计算机可读存储介质 | |
| CN209578975U (zh) | 一种加工中心传动部分防撞机构 | |
| EP2103377A1 (en) | Method and apparatus for checking proper clamping of workpieces in a CNC machine | |
| CN111015361B (zh) | 一种主轴运转设备及其主轴运转检测机构 | |
| CN113798896B (zh) | 一种具备智能检测功能的数控机床刀库 | |
| CN209352459U (zh) | 一种基于激光测距传感器的天车防碰撞装置 | |
| CN114368378A (zh) | 机车制动监测装置及方法 | |
| CN113909713B (zh) | 一种激光加工的防碰撞保护系统及方法 | |
| CN204430938U (zh) | 一种发那科数控机四轴治具 | |
| CN207728380U (zh) | 拱架台车工作臂防撞系统及拱架台车 | |
| CN214653114U (zh) | 用于铜电解全自动行车的防碰撞安全系统 | |
| CN109623475A (zh) | 一种加工中心传动部分防撞机构 | |
| CN112591615B (zh) | 用于铜电解全自动行车的防碰撞安全系统及其使用方法 | |
| CN116652680B (zh) | 一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法 | |
| CN114472942B (zh) | 一种用于数控车削中心的防撞车安全装置 | |
| CN221183256U (zh) | 防止伤害人体的手持式喷枪 | |
| CN219456031U (zh) | 一种防火梁加工电控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200818 |