CN113432749B - 一种激光烧蚀金属熔池测温装置 - Google Patents

一种激光烧蚀金属熔池测温装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113432749B
CN113432749B CN202110990190.6A CN202110990190A CN113432749B CN 113432749 B CN113432749 B CN 113432749B CN 202110990190 A CN202110990190 A CN 202110990190A CN 113432749 B CN113432749 B CN 113432749B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fixedly connected
shaped plate
laser
motor
seat
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.)
Active
Application number
CN202110990190.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113432749A (zh
Inventor
舒小红
杨长春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Ouya Laser Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Noah Cloud Valley Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Noah Cloud Valley Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Noah Cloud Valley Technology Co ltd
Priority to CN202110990190.6A priority Critical patent/CN113432749B/zh
Publication of CN113432749A publication Critical patent/CN113432749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113432749B publication Critical patent/CN113432749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/12Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

本发明公开一种激光烧蚀金属熔池测温装置,包括密封玻璃以及固定在密封玻璃底部内壁上的放置座,所述放置座上放置有待烧蚀实验金属块,所述密封玻璃内部中空形成密闭腔体,所述密封玻璃的一侧外壁上固定安装有用于抽取密封玻璃内空气切换不同压力环境的抽压装置,通过在第一电动滑座上安装测温机构,测温机构可通过驱动机构根据激光移动轨迹的位置变化对烧蚀温度进行测量,本发明提出的激光烧蚀金属熔池测温装置在使用过程中的激光移动轨迹和比色测温仪的运动轨迹,即比色测温仪的椭圆形轨迹照射到待烧蚀实验金属块的上表面的圆形轨迹可以为圆形,也可以实现对比案例中的直线轨迹跟随温度测量,适用范围广泛,有利于推广。

Description

一种激光烧蚀金属熔池测温装置
技术领域
本发明属于相关技术领域,具体涉及一种激光烧蚀金属熔池测温装置。
背景技术
在金属增材制造过程中,金属粉末在高能量密度激光照射下熔化形成了金属熔池。熔池作为固体部分的初始形态,熔池的温度分布直接决定着熔池内部的流动及热历史。过低的熔化温度会造成熔化层较浅、熔化不均匀,制造质量较差;而过高的熔化温度则会造成熔池内流动剧烈,产生飞溅、气体捕捉等不利现象,还会造成能量浪费,所以金属熔池的温度检测尤为重要。
为此,申请号为CN201911035261.6公开了一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置及使用方法,所述装置包括密封腔体平台、高能量密度激光发射系统、比色测温仪及附属数据采集装置、四向移动平台、待烧蚀实验金属块、蓝牙遥控旋转平台、计算机及抽压气机系统;通过该装置系统可实现以下功能:密闭腔体内的测温仪测温点与激光初始射点的可控快速对点;金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下,不同位置温度的跟随/定点实时测量;多次/重复试验的方便快速切换;不同测温环境变换。该发明中结构简单明了、功能性强、设计新颖可靠、成本较低,可以为明晰高温金属熔池演化机理及提高金属增材制造质量提供基础和帮助。
上述文件中提出的技术方案虽具有一定的有益性,但仍存在以下问题:该装置进行跟随温度测量时,激光发射器和比色测温仪的运动轨迹为直线,因此真能够进行单一直线轨迹下的温度测量,进而不利于对熔池在各个位置的温度测量,检测效率较低不利于广泛推广,另外,检测环境内气压不能够调节,测量数据范围较为狭隘。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光烧蚀金属熔池测温装置,以解决上述背景技术中提出的检测效率低与检测环境内气压不能够调节的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种激光烧蚀金属熔池测温装置,包括密封玻璃以及固定在密封玻璃底部内壁上的放置座,所述放置座上放置有待烧蚀实验金属块,所述密封玻璃内部中空形成密闭腔体,所述密封玻璃的一侧外壁上固定安装有用于抽取密封玻璃内空气切换不同压力环境的抽压装置,所述放置座上方的密封玻璃内壁上设置有第二电动滑轨,所述第二电动滑轨上滑动连接有第二电动滑座,所述第二电动滑座上安装有用于对待烧蚀实验金属块进行烧蚀的激光机构,通过所述激光机构发射高温激光在待烧蚀实验金属块上端面沿着激光移动轨迹烧蚀形成熔池;
所述密封玻璃的底部内壁上固定连接有第一电动滑轨,所述第一电动滑轨上滑动连接有第一电动滑座,所述第一电动滑座上固定安装有用于根据激光移动轨迹的位置变化对烧蚀温度进行测量的测温机构;
所述测温机构包括第一电动伸缩杆,所述第一电动伸缩杆的一端与第一电动滑座固定连接,所述第一电动伸缩杆的另一端设置有驱动机构与转向机构以及比色测温仪,通过所述驱动机构与转向机构调整比色测温仪发出的探照光线与形状为圆形的激光移动轨迹重合。
优选的,所述抽压装置包括惰性气体气瓶与抽压气机,所述惰性气体气瓶与抽压气机通过气管连通,所述气管的一端与密封玻璃的密闭腔体连通,所述气管上安装有压力表与阀门。
优选的,所述激光机构包括第三电机,所述第三电机的输出轴端固定连接有固定架,所述固定架的顶端下表面固定安装有激光发射器,所述激光发射器的轴心与第三电机输出轴的轴心竖向重合,所述固定架的下端固定连接有反射镜,所述反射镜的一侧设有振镜,所述振镜的两侧均固定连接有第三电动伸缩杆,所述第三电动伸缩杆的一端与固定架固定连接,所述激光发射器发射的高温激光通过反射镜反射至振镜从而照射待烧蚀实验金属块。
优选的,所述转向机构包括固定座,所述固定座的两端上表面对称固定有两个第一固定板,且其中一个第一固定板上固定安装有第一电机,所述第一电机的输出轴与两个第一固定板转动连接,两个所述第一固定板之间的第一电机输出轴上固定连接有U形板,所述U形板的一端固定连接有第一球形关节座,所述驱动机构设置在U形板的另一端,所述第一球形关节座中贯穿有第一固定杆,所述第一固定杆上固定连接有第一球体,所述第一球体活动套设在第一球形关节座中,所述比色测温仪固定在第一固定杆的一端,所述第一固定杆的另一端固定连接有第一伸缩杆,所述第一伸缩杆的一端固定连接有第二固定杆,所述第二固定杆的一端固定连接有第二球体,所述第二球体的外部活动设置有第二球形关节座。
优选的,所述驱动机构包括第二固定板,所述第二固定板与U形板固定连接,所述第二固定板的一侧设有四个限位板,四个所述限位板呈环形分布,并形成十字滑道,所述限位板的外侧固定连接有连接板,所述连接板的一端与第二固定板固定连接,所述十字滑道的内侧分别滑动连接有第一滑块和第二滑块,所述第一滑块的外侧转动连接有第一L形板,所述第二滑块外侧转动连接有第二L形板,所述第二L形板的一侧固定连接有第二伸缩杆,所述第二伸缩杆的一端与第一L形板固定连接,所述第一L形板的一侧固定连接有第二电动伸缩杆,所述第二电动伸缩杆的一端与第二球形关节座固定连接。
优选的,所述第一滑块的另一侧转动连接有第三L形板,所述第二滑块的另一侧转动连接有第四L形板,所述第二固定板的内侧圆心处固定安装有第二电机,所述第二电机的输出轴上固定连接有传动杆,所述传动杆的一端铰接有连接块,所述连接块的内部固定安装有双轴电机,所述双轴电机的两个电机轴上分别固定连接有两个螺纹方向相反的螺纹杆,两个所述螺纹杆的外侧一端均转动连接有第三固定板,所述连接块的内部两侧均固定连接有限位杆,所述限位杆的两端分别与两侧的第三固定板固定连接,所述第三L形板和第四L形板分别与两个螺纹杆螺纹连接,所述第三L形板和第四L形板均与限位杆滑动连接。
优选的,所述连接块位于第一滑块和第二滑块之间,且连接块至第一滑块的距离和连接块至第二滑块的距离相等。
优选的,所述第二球形关节座的运动轨迹为椭圆轨迹,所述椭圆轨迹所在平面为椭圆轨迹面。
与现有金属熔池测温技术相比,本发明提供了一种激光烧蚀金属熔池测温装置,具备以下有益效果:
1、本发明通过在第一电动滑座上安装测温机构,测温机构可通过驱动机构根据激光移动轨迹的位置变化对烧蚀温度进行测量,本发明提出的激光烧蚀金属熔池测温装置在使用过程中的激光移动轨迹和比色测温仪的运动轨迹,即比色测温仪的椭圆形轨迹照射到待烧蚀实验金属块的上表面的圆形轨迹可以为圆形,也可以实现对比案例中的直线轨迹跟随温度测量,适用范围广泛,有利于推广;
2、本发明通过在密封玻璃的一侧外壁上安装抽压装置,可定量抽取密封玻璃内空气容量,切换密闭腔体内真空及不同压力环境,进而增加实验数据范围,提高数据真实性及可靠性,有利于提高金属产品的生产质量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制,在附图中:
图1为本发明提出的一种激光烧蚀金属熔池测温装置主视结构示意图;
图2为本发明提出的一种激光烧蚀金属熔池测温装置俯视结构示意图;
图3为本发明提出的测温机构三维结构示意图;
图4为本发明提出的驱动机构三维结构示意图;
图5为本发明提出的驱动机构局部三维剖面结构示意图;
图6为本发明提出的驱动机构局部三维剖面结构示意图;
图7为本发明提出的驱动机构三维剖面结构示意图;
图8为本发明提出的激光机构三维结构示意图;
图9为本发明提出的待烧蚀实验金属块三维结构示意图;
图10为本发明提出的椭圆轨迹三维结构示意图;
图中:1、密封玻璃;2、气管;3、压力表;4、阀门;5、抽压气机;6、惰性气体气瓶;7、第一电动滑轨;8、第一电动滑座;9、测温机构;10、第一电动伸缩杆;11、固定座;12、第一固定板;13、U形板;14、第一电机;15、第一球形关节座;16、第一固定杆;17、第一球体;18、比色测温仪;19、第一伸缩杆;20、第二固定杆;21、第二球体;22、第二球形关节座;23、驱动机构;24、第二固定板;25、连接板;26、限位板;27、第一滑块;28、第二滑块;29、第一L形板;30、第二L形板;31、第二伸缩杆;32、第二电动伸缩杆;33、第三L形板;34、第四L形板;35、第二电机;36、传动杆;37、连接块;38、双轴电机;39、螺纹杆;40、限位杆;41、第三固定板;42、激光机构;43、第三电机;44、固定架;45、激光发射器;46、反射镜;47、振镜;48、放置座;49、待烧蚀实验金属块;50、熔池;51、激光移动轨迹;52、椭圆轨迹面;53、椭圆轨迹;54、第三电动伸缩杆;55、第二电动滑轨;56、第二电动滑座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图10,本发明提供一种技术方案:一种激光烧蚀金属熔池测温装置,包括密封玻璃1以及固定在密封玻璃1底部内壁上的放置座48,放置座48上放置有待烧蚀实验金属块49,密封玻璃1内部中空形成密闭腔体,密封玻璃1的一侧外壁上固定安装有用于抽取密封玻璃1内空气切换不同压力环境的抽压装置,抽压装置包括惰性气体气瓶6与抽压气机5,惰性气体气瓶6与抽压气机5通过气管2连通,气管2的一端与密封玻璃1的密闭腔体连通,气管2上安装有压力表3与阀门4,可通过抽压气机5抽取密封玻璃1内气体,实现密闭腔体气压环境的变化。
需要注意的是,放置座48上方的密封玻璃1内壁上设置有第二电动滑轨55,第二电动滑轨55上滑动连接有第二电动滑座56,第二电动滑座56上安装有用于对待烧蚀实验金属块49进行烧蚀的激光机构42,通过激光机构42发射高温激光在待烧蚀实验金属块49上端面沿着激光移动轨迹51烧蚀形成熔池50,激光机构42包括第三电机43,第三电机43的输出轴端固定连接有固定架44,固定架44的顶端下表面固定安装有激光发射器45,激光发射器45的轴心与第三电机43输出轴的轴心竖向重合,固定架44的下端固定连接有反射镜46,反射镜46的一侧设有振镜47,振镜47的两侧均固定连接有第三电动伸缩杆54,第三电动伸缩杆54的一端与固定架44固定连接,激光发射器45发射的高温激光通过反射镜46反射至振镜47从而照射待烧蚀实验金属块49,形成熔池50,熔池50的轨迹为激光移动轨迹51。
值得了解的是,密封玻璃1的底部内壁上固定连接有第一电动滑轨7,第一电动滑轨7上滑动连接有第一电动滑座8,第一电动滑座8上固定安装有用于根据激光移动轨迹51的位置变化对烧蚀温度进行测量的测温机构9,测温机构9包括第一电动伸缩杆10,第一电动伸缩杆10的一端与第一电动滑座8固定连接,第一电动伸缩杆10的另一端设置有驱动机构23与转向机构以及比色测温仪18,通过驱动机构23与转向机构调整比色测温仪18发出的探照光线与形状为圆形的激光移动轨迹51重合,驱动机构23包括第二固定板24,第二固定板24与U形板13固定连接,第二固定板24的一侧设有四个限位板26,四个限位板26呈环形分布,并形成十字滑道,限位板26的外侧固定连接有连接板25,连接板25的一端与第二固定板24固定连接,十字滑道的内侧分别滑动连接有第一滑块27和第二滑块28,第一滑块27的外侧转动连接有第一L形板29,第二滑块28外侧转动连接有第二L形板30,第二L形板30的一侧固定连接有第二伸缩杆31,第二伸缩杆31的一端与第一L形板29固定连接,第一L形板29的一侧固定连接有第二电动伸缩杆32,第二电动伸缩杆32的一端与第二球形关节座22固定连接。
需要留意的是,转向机构包括固定座11,固定座11的两端上表面对称固定有两个第一固定板12,且其中一个第一固定板12上固定安装有第一电机14,第一电机14的输出轴与两个第一固定板12转动连接,两个第一固定板12之间的第一电机14输出轴上固定连接有U形板13,U形板13的一端固定连接有第一球形关节座15,驱动机构23设置在U形板13的另一端,第一球形关节座15中贯穿有第一固定杆16,第一固定杆16上固定连接有第一球体17,第一球体17活动套设在第一球形关节座15中,比色测温仪18固定在第一固定杆16的一端,第一固定杆16的另一端固定连接有第一伸缩杆19,第一伸缩杆19的一端固定连接有第二固定杆20,第二固定杆20的一端固定连接有第二球体21,第二球体21的外部活动设置有第二球形关节座22,启动第一电机14,第一电机14通过输出轴带动U形板13旋转,通过第一电机14的正反转可实现U形板13的角度调整;启动第一电动伸缩杆10,第一电动伸缩杆10通过固定座11带动U形板13移动,通过第一电动伸缩杆10的伸缩可实现U形板13的高度调整;通过第一电动滑轨7和第一电动滑座8可带动U形板13移动,实现U形板13的水平距离调整,该装置中的第一电机14与第一电动伸缩杆10均由外部计算机控制。
值得关注的是,第一滑块27的另一侧转动连接有第三L形板33,第二滑块28的另一侧转动连接有第四L形板34,第二固定板24的内侧圆心处固定安装有第二电机35,第二电机35的输出轴上固定连接有传动杆36,传动杆36的一端铰接有连接块37,连接块37的内部固定安装有双轴电机38,双轴电机38的两个电机轴上分别固定连接有两个螺纹方向相反的螺纹杆39,两个螺纹杆39的外侧一端均转动连接有第三固定板41,连接块37的内部两侧均固定连接有限位杆40,限位杆40的两端分别与两侧的第三固定板41固定连接,第三L形板33和第四L形板34分别与两个螺纹杆39螺纹连接,第三L形板33和第四L形板34均与限位杆40滑动连接,所述连接块37位于第一滑块27和第二滑块28之间,且连接块37至第一滑块27的距离和连接块37至第二滑块28的距离相等。
基于上述结构不难发现第二球形关节座22的运动轨迹为椭圆轨迹53,椭圆轨迹53所在平面为椭圆轨迹面52(参照图10),从垂直于椭圆轨迹面52的方向上看激光移动轨迹51为一个椭圆(参照图9),椭圆轨迹53经第二球形关节座22在待烧蚀实验金属块49上的投影是圆形轨迹。
该椭圆的形状大小随着U形板13的高度、U形板13与水平面的倾斜角度变化以及U形板13与待烧蚀实验金属块49的水平距离的变化而变化。
1、激光移动轨迹51为圆形时(圆形为俯视图):需使计算机控制第二电动滑座56带动第三电机43位移,使待烧蚀实验金属块49的轴心与激光发射器45和第三电机43的电机轴的轴心相对应,启动第三电机43,第三电机43通过电机轴带动激光发射器45、反射镜46、振镜47旋转形成圆形的激光移动轨迹51,第三电动伸缩杆54的伸缩可调整激光移动轨迹51的半径大小。
2、激光移动轨迹51为直线时(图中未画出):控制第三电机43带动振镜47旋转,使振镜47位于固定架44的左侧后关闭第三电机43,并使振镜47与第一电动滑轨7保持同一运动方向。
3、椭圆轨迹53的形成:启动第二电机35,第二电机35通过电机轴带动传动杆36旋转,传动杆36带动连接块37旋转,连接块37通过限位杆40带动第三L形板33和第四L形板34通过第一滑块27和第二滑块28在十字滑道中滑动,第一滑块27和第二滑块28带动第一L形板29和第二L形板30运动,进而带动第二电动伸缩杆32和第二球形关节座22运动,第二球形关节座22的运动轨迹为椭圆形,即椭圆轨迹53,该机构所形成的椭圆轨迹53的长半轴和短半轴的长度可调整。
4、长、短半轴长度的调整方法:参照图4,短半轴为第一L形板29到第二球形关节座22的直线长度,通过第二电动伸缩杆32的伸缩可调整短半轴;长半轴为第二L形板30到第二球形关节座22的直线长度,通过双轴电机38的正反转可调整长半轴;
调整方式具体为:启动双轴电机38,双轴电机38通过电机轴带动螺纹杆39旋转,进而带动第三L形板33和第四L形板34同时向内或外移动,同时带动第一滑块27和第二滑块28在十字滑道中移动,第一滑块27和第二滑块28带动第一L形板29和第二L形板30运动,(连接块37始终处于第一滑块27和第二滑块28两点所形成直线的中部位置,并且第三L形板33和第四L形板34、第一滑块27和第二滑块28、第一L形板29和第二L形板30始终处于同步运动变化中)。长、短半轴长度的调整举例:如现需调整一个短半轴长度为80,长半轴长度为120的椭圆,需先启动第二电动伸缩杆32进行伸缩使第一L形板29到第二球形关节座22的直线长度为80,再通过长半轴减去短半轴得出40,然后启动双轴电机38进行调整第一L形板29到第二L形板30的直线长度为40即可)。
5、第二球形关节座22的椭圆轨迹53可通过第二固定杆20与第二球形关节座22的球形关节连接、第一伸缩杆19伸缩(第二球形关节座22在做椭圆运动时,第二球形关节座22到第一球形关节座15的直线距离会动态变化;并且第二球形关节座22到第一球形关节座15的直线距离也会随着椭圆轨迹53的大小调整而变化)、第一固定杆16与第一球形关节座15的球形关节连接的配合,进而可使比色测温仪18的运动轨迹也为椭圆形。
基于上述结构本发明具有以下两种使用方法:
方法一
激光移动轨迹51为圆形时(圆形为俯视图)。
步骤一:首先进行比色测温仪18测温点与激光发射器45初始射点的对点;
I、打开比色测温仪18红光功能,使其发射红光斑点,打开激光发射器45红光功能,使其发射红光斑点;
II、通过计算机控制第二电动滑轨55和第二电动滑座56带动第三电机43位移,使待烧蚀实验金属块49的轴心与激光发射器45和第三电机43的电机轴的轴心相对应;通过第三电动伸缩杆54的伸缩调整激光移动轨迹51的半径,计算机根据激光移动轨迹51的半径大小进行调整测温机构9的位置,具体为调整测温机构9与待烧蚀实验金属块49的水平距离、U形板13的高度和U形板13与水平面的夹角角度、以及椭圆轨迹53的长、短半径,通过调整后使比色测温仪18的椭圆形轨迹通过红光功能照射到待烧蚀实验金属块49的上表面为圆形轨迹(该圆形轨迹的视角为俯视,并且半径大小与激光移动轨迹51相同);之后使比色测温仪18红光斑点靠近激光发射器45红光斑点,完成比色测温仪18测温点与激光发射器45红光斑点对点过程。
步骤二:密闭腔体内真空及不同压力环境切换;
真空环境构建:
I、拆除抽压气机5进口惰性气体气瓶6,使其进口裸露于大气中;
II、打开阀门4,运转抽压气机5,正转进行抽气;
III、通过压力表3监测密封玻璃1内压力值,当真空度为0时,关闭阀门4;
IV、关闭抽压气机5,完成真空环境构建。
不同压力环境构建:
I、构建腔体真空环境;
II、安装抽压气机5进口惰性气体气瓶6,并打开惰性气体气瓶6;
III、打开阀门4,运转抽压气机5,反转进行压气;
IV、通过压力表3监测腔体内压力值,当压力为指定压力时,关闭阀门4;
V、关闭抽压气机5,完成指定压力环境构建。
步骤三:在熔池50演化过程中,振镜47旋转移动,激光移动轨迹51不同位置的温度的跟随实时测量;
I、通过计算机控制激光发射器45移动方向及移动速度;
II、控制比色测温仪18的运动轨迹(比色测温仪18的椭圆形轨迹照射到待烧蚀实验金属块49的上表面的圆形轨迹)与激光移动轨迹51具有相同的移动方向及移动速度;
III、设定激光发射器45功率,打开激光发射器45激光功能,烧蚀待烧蚀实验金属块49,完成待测激光移动轨迹51不同位置温度的跟随测量。
方法二
激光移动轨迹51为直线时。
步骤一:首先进行比色测温仪18测温点与激光发射器45初始射点的对点;
I、打开比色测温仪18红光功能,使其发射红光斑点;打开激光发射器45红光功能,使其发射红光斑点;
II、通过计算机控制第三电机43带动振镜47旋转,使振镜47位于固定架44的左侧后关闭第三电机43,并使其与第一电动滑轨7保持同一运动方向;
III、启动第二电机35,使第二球形关节座22位移到椭圆轨迹53的短半径的顶端处,关闭第二电机35,此时比色测温仪18和第二球形关节座22所连成的直线与U形板13处于同一竖直面内,并且比色测温仪18向下倾斜;通过调整测温机构9到待烧蚀实验金属块49的水平距离、U形板13的高度和U形板13与水平面的夹角角度,使比色测温仪18红光斑点靠近激光发射器45红光斑点,完成比色测温仪18测温点与激光发射器45红光斑点对点过程。
步骤二:与上述实施例一中步骤二相同。
步骤三:在熔池50演化过程中,振镜47从左向右直线移动,激光移动轨迹51不同位置的温度的跟随实时测量;
I、计算机通过第二电动滑座56控制振镜47的移动方向及移动速度;
II、通过第一电动滑座8控制测温机构9与振镜47具有相同的移动方向及移动速度;
III、设定激光发射器45功率,打开激光发射器45激光功能,烧蚀待烧蚀实验金属块49,完成待测激光移动轨迹51不同位置温度的跟随测量;
其中II还有另一种方式:保持第一电动滑座8的位置不动,启动第一电机14使比色测温仪18发出光线与水平面的夹角角度逐渐变大,计算机控制角度变化速度,使比色测温仪18测温点与振镜47具有相同的移动方向及移动速度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种激光烧蚀金属熔池测温装置,包括密封玻璃(1)以及固定在密封玻璃(1)底部内壁上的放置座(48),所述放置座(48)上放置有待烧蚀实验金属块(49),所述密封玻璃(1)内部中空形成密闭腔体,所述密封玻璃(1)的一侧外壁上固定安装有用于抽取密封玻璃(1)内空气切换不同压力环境的抽压装置,其特征在于:
所述放置座(48)上方的密封玻璃(1)内壁上设置有第二电动滑轨(55),所述第二电动滑轨(55)上滑动连接有第二电动滑座(56),所述第二电动滑座(56)上安装有用于对待烧蚀实验金属块(49)进行烧蚀的激光机构(42),通过所述激光机构(42)发射高温激光在待烧蚀实验金属块(49)上端面沿着激光移动轨迹(51)烧蚀形成熔池(50);
所述密封玻璃(1)的底部内壁上固定连接有第一电动滑轨(7),所述第一电动滑轨(7)上滑动连接有第一电动滑座(8),所述第一电动滑座(8)上固定安装有用于根据激光移动轨迹(51)的位置变化对烧蚀温度进行测量的测温机构(9);
所述测温机构(9)包括第一电动伸缩杆(10),所述第一电动伸缩杆(10)的一端与第一电动滑座(8)固定连接,所述第一电动伸缩杆(10)的另一端设置有驱动机构(23)与转向机构以及比色测温仪(18),通过所述驱动机构(23)与转向机构调整比色测温仪(18)发出的探照光线与形状为圆形的激光移动轨迹(51)重合;
所述转向机构包括固定座(11),所述固定座(11)的两端上表面对称固定有两个第一固定板(12),且其中一个第一固定板(12)上固定安装有第一电机(14),所述第一电机(14)的输出轴与两个第一固定板(12)转动连接,两个所述第一固定板(12)之间的第一电机(14)输出轴上固定连接有U形板(13),所述U形板(13)的一端固定连接有第一球形关节座(15),所述驱动机构(23)设置在U形板(13)的另一端,所述第一球形关节座(15)中贯穿有第一固定杆(16),所述第一固定杆(16)上固定连接有第一球体(17),所述第一球体(17)活动套设在第一球形关节座(15)中,所述比色测温仪(18)固定在第一固定杆(16)的一端,所述第一固定杆(16)的另一端固定连接有第一伸缩杆(19),所述第一伸缩杆(19)的一端固定连接有第二固定杆(20),所述第二固定杆(20)的一端固定连接有第二球体(21),所述第二球体(21)的外部活动设置有第二球形关节座(22);
所述驱动机构(23)包括第二固定板(24),所述第二固定板(24)与U形板(13)固定连接,所述第二固定板(24)的一侧设有四个限位板(26),四个所述限位板(26)呈环形分布,并形成十字滑道,所述限位板(26)的外侧固定连接有连接板(25),所述连接板(25)的一端与第二固定板(24)固定连接,所述十字滑道的内侧分别滑动连接有第一滑块(27)和第二滑块(28),所述第一滑块(27)的外侧转动连接有第一L形板(29),所述第二滑块(28)外侧转动连接有第二L形板(30),所述第二L形板(30)的一侧固定连接有第二伸缩杆(31),所述第二伸缩杆(31)的一端与第一L形板(29)固定连接,所述第一L形板(29)的一侧固定连接有第二电动伸缩杆(32),所述第二电动伸缩杆(32)的一端与第二球形关节座(22)固定连接;
所述第一滑块(27)的另一侧转动连接有第三L形板(33),所述第二滑块(28)的另一侧转动连接有第四L形板(34),所述第二固定板(24)的内侧圆心处固定安装有第二电机(35),所述第二电机(35)的输出轴上固定连接有传动杆(36),所述传动杆(36)的一端铰接有连接块(37),所述连接块(37)的内部固定安装有双轴电机(38),所述双轴电机(38)的两个电机轴上分别固定连接有两个螺纹方向相反的螺纹杆(39),两个所述螺纹杆(39)的外侧一端均转动连接有第三固定板(41),所述连接块(37)的内部两侧均固定连接有限位杆(40),所述限位杆(40)的两端分别与两侧的第三固定板(41)固定连接,所述第三L形板(33)和第四L形板(34)分别与两个螺纹杆(39)螺纹连接,所述第三L形板(33)和第四L形板(34)均与限位杆(40)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述抽压装置包括惰性气体气瓶(6)与抽压气机(5),所述惰性气体气瓶(6)与抽压气机(5)通过气管(2)连通,所述气管(2)的一端与密封玻璃(1)的密闭腔体连通,所述气管(2)上安装有压力表(3)与阀门(4)。
3.根据权利要求1所述的一种激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述激光机构(42)包括第三电机(43),所述第三电机(43)的输出轴端固定连接有固定架(44),所述固定架(44)的顶端下表面固定安装有激光发射器(45),所述激光发射器(45)的轴心与第三电机(43)输出轴的轴心竖向重合,所述固定架(44)的下端固定连接有反射镜(46),所述反射镜(46)的一侧设有振镜(47),所述振镜(47)的两侧均固定连接有第三电动伸缩杆(54),所述第三电动伸缩杆(54)的一端与固定架(44)固定连接,所述激光发射器(45)发射的高温激光通过反射镜(46)反射至振镜(47)从而照射待烧蚀实验金属块(49)。
4.根据权利要求1所述的一种激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述连接块(37)位于第一滑块(27)和第二滑块(28)之间,且连接块(37)至第一滑块(27)的距离和连接块(37)至第二滑块(28)的距离相等。
5.根据权利要求4所述的一种激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述第二球形关节座(22)的运动轨迹为椭圆轨迹(53),所述椭圆轨迹(53)所在平面为椭圆轨迹面(52)。
CN202110990190.6A 2021-08-26 2021-08-26 一种激光烧蚀金属熔池测温装置 Active CN113432749B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110990190.6A CN113432749B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种激光烧蚀金属熔池测温装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110990190.6A CN113432749B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种激光烧蚀金属熔池测温装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113432749A CN113432749A (zh) 2021-09-24
CN113432749B true CN113432749B (zh) 2021-11-30

Family

ID=77798084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110990190.6A Active CN113432749B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种激光烧蚀金属熔池测温装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113432749B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008062489A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Systec Inoue Corp 脆性材料の割断方法、および脆性材料の割断装置
CN101244523B (zh) * 2008-02-27 2011-05-25 浙江工业大学 激光加工检测方法及其专用仪器
CN105965528A (zh) * 2016-06-30 2016-09-28 殷霄 一种教学机器人抓手操作机构
CN108907188B (zh) * 2018-07-20 2023-08-22 西安增材制造国家研究院有限公司 一种用于增材制造的温度控制装置及其控制方法
CN209015360U (zh) * 2018-11-29 2019-06-21 李伟 一种林业火灾监测设备
CN109483888B (zh) * 2018-12-03 2020-05-19 西安交通大学 一种激光熔覆增材成形在线监测装置及前瞻-反馈控制方法
US11465240B2 (en) * 2019-04-08 2022-10-11 Polaronyx, Inc. Method and apparatus for real time, in situ sensing and characterization of roughness, geometrical shapes, geometrical structures, composition, defects, and temperature in three-dimensional manufacturing systems
CN110779634B (zh) * 2019-10-29 2021-08-10 江苏科技大学 可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置及使用方法
CN112985633B (zh) * 2021-01-25 2023-01-20 北京工业大学 一种针对选区激光熔化温度在线检测调控系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113432749A (zh) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114485488A (zh) 涡轮导向器排气面积自动测量系统及测量方法
CN207832140U (zh) 一种智能控制的十自由度蓝光三维扫描仪
CN113432749B (zh) 一种激光烧蚀金属熔池测温装置
CN104764446B (zh) 激光标线仪及其工作方法
CN113478458A (zh) 一种多自由度轨道式变电站巡检机器人及其使用方法
CN216747396U (zh) 一种旋转式可升降纹影装置
CN203338179U (zh) 中空式二自由度数控云台
CN113020782A (zh) 一种用于细长管材自动化激光切割装置与方法
CN215846689U (zh) 一种便于焊接风电塔筒外环缝的装置
CN201066352Y (zh) 易燃性测试仪火焰喷头定位装置
CN115940769A (zh) 一种自动气象站光伏板智能感光旋转装置
CN113834450A (zh) 涡轮导向器排气面积自动测量系统及测量方法
CN203426598U (zh) 激光切割装置
CN107297571A (zh) 智能机器人机械手激光导光臂
CN208671912U (zh) 一种用于三维扫描的便于调节的扫描装置
CN207334329U (zh) 光源组件和足迹搜索设备
CN112009684A (zh) 一种输电无人机巡检设备及巡检系统
CN216261769U (zh) 一种集成式智能烘烤系统
CN216225906U (zh) 一种大功率高速扫描的激光清洗系统
CN214504017U (zh) 一种可调节扫描范围的激光扫描装置
CN219785291U (zh) 一种发电机组箱体喷涂装置
CN219263751U (zh) 便携式配电线路用气象数据采样仪
CN209145311U (zh) 一种钢结构焊接球的精确定位装置
CN215954437U (zh) 一种激光入侵探测器的激光光路调整装置
CN215393362U (zh) 一种法兰盘自动焊接设备

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Room 201, No. 32, Nanling Road, Xiner Community, Xinqiao Street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong, 518000

Patentee after: Shenzhen Noah cloud Valley Technology Co.,Ltd.

Address before: 518000 workshop 201, building B, No. 4, Tianyuan Road, Dongfang community, Songgang street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee before: Shenzhen Noah cloud Valley Technology Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230321

Address after: 518105 Room 202, No. 32, Nanling Road, Xiner Community, Xinqiao Street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong, China

Patentee after: SHENZHEN OUYA LASER INTELLIGENT TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: Room 201, No. 32, Nanling Road, Xiner Community, Xinqiao Street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong, 518000

Patentee before: Shenzhen Noah cloud Valley Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right