CN114855160A - 一种工件熔覆方法、终端设备及工件熔覆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工件熔覆方法、终端设备及工件熔覆系统，涉及激光熔覆技术领域，用于降低控制系统的复杂程度，适用于规格统一工件的批量熔覆，提高产能。工件熔覆方法包括：获取待熔覆工件的结构信息；获取待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息；根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备的熔覆参数策略；根据熔覆参数策略，控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆。终端设备包括处理模块和通信模块，工件熔覆系统包括熔覆设备以及上述的终端设备。

Description

一种工件熔覆方法、终端设备及工件熔覆系统

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种工件熔覆方法、终端设备及工件熔覆系统。

背景技术

玻璃模具冲头在工作过程中长期与高温玻璃水接触，同时与口模之间存在摩擦，因此需要提高玻璃模具冲头耐高温、耐磨、抗氧化和抗热疲劳等性能，以延长玻璃模具冲头的使用寿命。

目前，所使用的工艺手段一般是火焰喷涂，在玻璃模具冲头表面形成涂层。玻璃模具冲头长期在高温玻璃水中工作，易导致涂层剥落，不仅缩短了玻璃模具冲头的使用寿命，而且掉落的涂层污染玻璃水。另外，火焰喷涂过程中粉末利用率较低，造成资源浪费的同时，提高了生产成本。

鉴于此，往往采用激光熔覆的方法，在玻璃模具冲头表面形成熔覆层。熔覆层与母材之间为冶金结合，采用激光熔覆制备玻璃模具冲头的表面增强层，能够大大提高冲头的使用寿命。同时激光熔覆粉末利用率高，可大大节约粉末用量。但是，对于尺寸和结构变化的玻璃模具冲头，现有技术中，在使用熔覆设备进行熔覆时，往往通过传感器实时采集当前熔覆的工件的结构信息，实时控制调节熔覆设备的熔覆功率，控制系统一般较为复杂，不利于规格统一工件的批量熔覆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工件熔覆方法、终端设备及工件熔覆系统，用于降低控制系统的复杂程度，适用于规格统一工件的批量熔覆，提高产能。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种工件熔覆方法，应用于具有变径曲面的工件的熔覆，通过熔覆设备对工件进行熔覆。工件熔覆方法包括：获取待熔覆工件的结构信息；获取待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息；根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备的熔覆参数策略；根据熔覆参数策略，控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆。

采用上述技术方案时，本发明提供的工件熔覆方法应用于具有变径曲面的工件的熔覆，通过熔覆设备对工件进行熔覆。具体实施时，在工件的熔覆过程中，首先获取待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，然后根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备的熔覆参数策略。最后，根据熔覆参数策略，控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆。在本发明提供的工件熔覆方法中，在熔覆前，首先获取待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，然后根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备的熔覆参数策略，最后根据熔覆参数策略，控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆，如此，规避了在控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆的过程中，实时控制调节熔覆设备的熔覆参数的现象，简化控制系统的控制程序，避免控制系统出现紊乱的现象，不需要设置实时监测的传感器，控制系统结构更加简单。同时，适用于规格统一工件的批量熔覆，利于产能的提高。

第二方面，本发明还提供一种终端设备，应用于具有熔覆设备的工件熔覆系统，包括处理模块和通信模块。处理模块设置有存储上述工件熔覆方法的存储介质，通信模块与处理模块连接，用于与熔覆设备通信连接。

第二方面提供的终端设备的有益效果与第一方面所描述的工件熔覆方法的有益效果相同，此处不做赘述。

第三方面，本发明还提供一种工件熔覆系统，包括熔覆设备以及第二方面所描述的终端设备，熔覆设备与终端设备通信连接，终端设备控制熔覆设备熔覆工件。

第三方面提供的工件熔覆系统的有益效果与第二方面所描述的终端设备的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的待熔覆工件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的熔覆后工件的示意图；

图3为本发明实施例提供的工件熔覆方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的工件熔覆方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的工件熔覆系统的控制框图。

附图标记：

110—处理模块，120—通信模块，200—熔覆设备。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

激光熔覆(Laser Cladding)亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的表面改性技术。它通过在工件表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使熔覆材料与工件表面薄层一起熔凝的方法，在工件表面形成冶金结合的添料熔覆层。激光熔覆的熔覆层稀释度低，但结合力强，与工件呈冶金结合，可显著改善工件的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的，满足材料表面特定性能要求的同时，可节约大量的材料成本。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、熔覆层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，已成为国内外激光表面改性研究的热点。

激光熔敷技术具有很大的技术经济效益，世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视，被广泛应用于机械制造与维修、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。

玻璃模具冲头在工作过程中长期与高温玻璃水接触，同时与口模之间存在摩擦，因此需要提高玻璃模具冲头耐高温、耐磨、抗氧化和抗热疲劳等性能，以延长玻璃模具冲头的使用寿命。

目前，所使用的工艺手段一般是火焰喷涂，在玻璃模具冲头表面形成涂层。玻璃模具冲头长期在高温玻璃水中工作，易导致涂层剥落，不仅缩短了玻璃模具冲头的使用寿命，而且掉落的涂层污染玻璃水。另外，火焰喷涂过程中粉末利用率较低，造成资源浪费的同时，提高了生产成本。

鉴于此，往往采用激光熔覆的方法，在玻璃模具冲头表面形成熔覆层。熔覆层与母材之间为冶金结合，采用激光熔覆制备玻璃模具冲头的表面增强层，能够大大提高玻璃模具冲头的使用寿命。同时激光熔覆粉末利用率高，可大大节约粉末用量。但是，对于尺寸和结构变化的玻璃模具冲头，现有技术中，在使用熔覆设备进行熔覆时，往往通过传感器实时采集当前熔覆的工件的结构信息，实时闭环控制调节熔覆设备的熔覆功率，控制系统一般较为复杂，不利于规格统一工件的批量熔覆。

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种工件熔覆方法，应用于具有变径曲面的工件的熔覆，通过熔覆设备200对工件进行熔覆。值得注意的是，为了便于理解，以使用熔覆设备200熔覆如图1所示的玻璃模具冲头为例，对本发明实施例提供的工件熔覆方法进行详细的说明。

如图3所示，本发明实施例提供的工件熔覆方法包括以下步骤：

步骤S100，获取待熔覆工件的结构信息；

步骤S300，获取待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息；

步骤S400，根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备的熔覆参数策略；

步骤S500，根据熔覆参数策略，控制熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆。

采用上述技术方案的情况下，本发明实施例提供的工件熔覆方法应用于具有变径曲面的工件的熔覆，通过熔覆设备200对工件进行熔覆。具体实施时，在工件的熔覆过程中，首先获取待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，然后根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备200的熔覆参数策略。最后，根据熔覆参数策略，控制熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆。在本发明实施例提供的工件熔覆方法中，在熔覆前，首先获取待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，然后根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备200的熔覆参数策略，最后根据熔覆参数策略，控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆，如此，规避了在控制熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆的过程中，实时控制调节熔覆设备200的熔覆参数的现象，使得控制系统的复杂程度降低，避免控制系统出现紊乱的情况。同时，适用于规格统一待熔覆工件的批量熔覆，利于产能的提高。

作为一种可能的实现方式，在根据待熔覆工件的结构信息和待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储熔覆设备的熔覆参数策略过程中，还包括提供待熔覆工件和熔覆粉末，通过正交实验得到熔覆参数策略。

在一些示例中，熔覆参数策略包括熔覆功率策略、熔覆设备200的送粉速率和熔覆设备200的激光扫描速度。在实际应用中，熔覆设备200的熔覆功率策略与待熔覆工件的直径、待熔覆工件的状态等有关。在一种可选方式中，本发明实施例提供的熔覆功率策略为：在熔覆设备200沿待熔覆工件的轴向不断进行熔覆的过程中，熔覆设备200的熔覆功率与待熔覆工件的直径呈正比例关系。熔覆功率由待熔覆工件的初始熔覆位置至结束熔覆位置逐渐减小。可以理解的是，在其它条件相同时，在熔覆设备200沿待熔覆工件的轴向不断进行扫描的过程中，待熔覆工件的直径越大时，待熔覆工件的表面如果要达到足够的熔覆温度，需要吸收更多的热量，因此需要的熔覆功率越大，相反则越小。在熔覆设备200沿待熔覆工件的轴向，由待熔覆工件的初始熔覆位置至结束熔覆位置不断进行熔覆的过程中，未熔覆的待熔覆位置由于激光的辐射，热累积效应明显，导致温度增高，呈红热状态，红热状态的待熔覆位置在进行熔覆时所需熔覆功率相对冷态时的功率较小。通过对影响熔覆功率的参数所对应的功率关系进行耦合，得到熔覆功率策略，以实现工件熔覆的均匀性。

实际情况下，对于不同材质和结构尺寸的待熔覆工件，在采用不同的熔覆粉末进行熔覆时，熔覆参数策略不同。正交试验设计(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。熔覆参数策略包括熔覆功率策略、熔覆设备200的送粉速率和熔覆设备200的激光扫描速度。根据经验确定熔覆功率策略、熔覆设备200的送粉速率和熔覆设备200的激光扫描速度的范围，比如在熔覆设备200的送粉速率范围内选取熔覆设备200的送粉速率以及在熔覆设备200的激光扫描速度范围内选取熔覆设备200的激光扫描速度作为定值，控制熔覆功率策略为变量，进行实验，经过实验，选取最优的熔覆功率策略值或范围，以此，分别确定熔覆设备200的送粉速率和熔覆设备200的激光扫描速度的最优值或范围。

进一步地，熔覆功率策略包括待熔覆工件冷态时的熔覆功率P0和待熔覆工件红热态时的熔覆功率Pt。需要说明的是，在本发明提供的实施例中，红热态即为在室温下对同一个工件进行连续熔覆的状态。冷态是指一段独立的熔覆程序开始时，待熔覆工件的温度。实际熔覆时，控制熔覆设备200沿待熔覆工件的轴向，依次熔覆底部回转区域、变径回转区域、顶部区域。举例说明，首先在熔覆底部回转区域时，冷态温度值是室温，在熔覆变径回转区域时，冷态温度是指底部回转区域熔覆完成后，开始熔覆变径回转区域时的工件的温度，此种情况下，工件的温度范围为200℃-300℃。当然，针对不同的冷态温度和不同材质的工件，P0有不同的优化值，根据实际情况进行设置。

作为一种可能的实现方式，步骤S100中的获取待熔覆工件的结构信息具体包括以下步骤：

步骤S101，沿待熔覆工件的轴向将待熔覆工件的待熔覆区域划分为底部回转区域、变径回转区域和顶部区域；

步骤S102，获取变径回转区域靠近底部回转区域一端的半径R0和变径回转区域靠近顶部区域一端的半径Rt。

具体实施时，以待熔覆工件为玻璃模具冲头为例进行说明，不同规格玻璃模具冲头虽然具体尺寸会有区别，但往往都可以根据其形状特征，将玻璃模具冲头的待熔覆区域沿轴向分为以下三个区域，即底部回转区域、变径回转区域和顶部区域。通常，底部回转区域为圆柱形结构，变径回转区域为圆锥台结构，顶部区域为半球形结构。本发明实施例提供的工件熔覆方法，熔覆不同的待熔覆区域时，熔覆设备200的熔覆功率策略不同，以使得熔覆层的厚度较为均匀，同时利于节约粉末的使用量。通过确定变径回转区域两端的半径，以确定变径回转区域的熔覆功率策略。

在对待熔覆工件进行熔覆时，可以将待熔覆工件由位于熔覆工位的夹持组件进行夹持。在本发明提供的实施例中，夹持组件可以为设置有三爪卡盘的两轴变位机。需要说明的是，除了待熔覆区域外，工件还包括夹持区域，靠近夹持区域的待熔覆区域为底部回转区域。两轴变位机用于夹持工件的夹持区域，并驱动工件绕工件的轴线旋转，以及调节工件的轴线延伸方向，使得工件的轴线相对熔覆设备200的轴线的角度得到调整。三爪卡盘可以为气动全密封三爪卡盘，两轴变位机及安装在其上的气动全密封三爪卡盘用于熔覆设备200熔覆工件时完成工件的姿态变换。三爪卡盘具有自定心功能，底部安装有柔性气动推杆，同时推杆顶部安装有电磁吸盘，满足夹持牢固的同时，保证足够的定位精度，适用于不同规格的工件的夹持。三爪卡盘可以根据客户需求定制，抓取高度可以客户要求设计。三爪卡盘的卡爪行程10mm，且可以通过更换卡爪，扩大抓取范围。

作为一种可能的实现方式，步骤S300中的获取待熔覆工件在熔覆工位的位置信息包括：获取待熔覆工件上待熔覆区域的初始熔覆位置的轴向坐标和待熔覆工件上待熔覆区域的结束熔覆位置的轴向坐标。具体实施时，待熔覆工件由夹持组件夹持后，可以使用测距仪对待熔覆工件的待熔覆区域的初始熔覆位置进行测量，确定待熔覆区域的初始熔覆位置的位置，由此可得夹持组件坐标位置，同时建立待熔覆工件的坐标系，并将熔覆前所测数据和坐标系相关参数等存储在数控系统中。通过获取待熔覆工件的首尾两端的轴向坐标，确定待熔覆工件的整体位置。

进一步地，根据待熔覆工件的结构信息、初始熔覆位置的轴向坐标和结束熔覆位置的轴向坐标，获取变径回转区域靠近底部回转区域一端的轴向坐标Z0和变径回转区域靠近顶部区域一端的轴向坐标Zt并进行存储。具体地，可以根据待熔覆工件的整体位置以及待熔覆工件的结构，获得变径回转区域的位置并进行存储，从而方便后续对变径回转区域进行熔覆。

基于上述实施例所获得的尺寸和位置参数，确定在熔覆变径回转区域时，熔覆设备200的熔覆功率策略的计算公式为：

P＝Pt-((z-Zt)/(Z0-Zt))*((r-Rt)/(R0-Rt))*(Pt-P0)，

其中，P0为待熔覆工件冷态时的熔覆功率，Pt为待熔覆工件红热态时的熔覆功率，r为当前熔覆位置的待熔覆工件的半径，z为当前熔覆位置的待熔覆工件的轴向坐标。实际情况下，在熔覆变径回转区域的过程中，熔覆功率P在P0与Pt之间实时调整。熔覆设备200的送粉量范围为2g/min-20g/min，熔覆功率1100W-2500W，激光扫描速度10mm/s-50mm/s。

通过该公式，能够大规模地对具有相同形状和规格的工件的变径回转区域进行自动熔覆，保证了变径回转区域的熔覆层的均匀性。

在一种可选方式中，在根据熔覆参数策略，控制熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆的过程中，控制熔覆设备200沿待熔覆工件的轴向，依次熔覆底部回转区域、变径回转区域、顶部区域。即实际熔覆时，自底部回转区域的底端先熔覆底部回转区域，然后熔覆变径回转区域，最后熔覆顶部区域。且在熔覆过程中，控制熔覆设备200对顶部区域熔覆至少两次，以满足玻璃模具冲头对于顶部区域的厚度要求。另外，在熔覆顶部区域时，熔覆设备的熔覆功率为Pt，即采用经过实验确定的红热状态下的功率对顶部区域进行熔覆。

在一种可选方式中，在根据熔覆参数策略，控制熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆的过程中，还包括步骤：控制调节待熔覆工件的轴线与熔覆设备200的轴线之间的角度。

实际情况下，在对待熔覆工件进行熔覆时，沿着待熔覆工件的轴向，依次熔覆底部回转区域、变径回转区域和顶部区域。在使用熔覆设备200对如图1所示的玻璃模具冲头进行熔覆时，对于底部回转区域，此区域的玻璃模具冲头直径变化较小，但在使用熔覆设备200进行熔覆时，玻璃模具冲头底部回转区域靠近夹持区域的一端存在与熔覆设备200的喷嘴碰撞干涉的危险。因此，夹持组件驱动改变玻璃模具冲头轴线的延伸方向，使得玻璃模具冲头的轴线与喷嘴的轴线的角度α范围为30°-45°，以免干扰熔覆设备200的正常运行。夹持组件带动玻璃模具冲头绕中心轴旋转，使得熔覆设备200由底部回转区域向顶部区域恒线速度以螺旋方式熔覆玻璃模具冲头表面。在熔覆底部回转区域的过程中，送粉量范围2g/min-40g/min，熔覆功率1300W-2800W，激光扫描速度8mm/s-40mm/s。喷嘴尖端距玻璃模具冲头表面熔覆位置的垂直距离，在熔覆过程中保持不变。对于变径回转区域，此区域冲头直径变化较大，在本发明提供的实施例中，沿底部回转区域至顶部区域的方向，变径回转区域的直径逐渐变小。连续熔覆的状态下，热累积效应明显，因此，在熔覆设备200熔覆变径回转区域时，采用变姿态变功率方法熔覆，夹持组件调整待熔覆工件的轴线延伸方向，即改变待熔覆工件的姿态，处理模块110根据熔覆功率策略控制调节熔覆设备200的熔覆功率。处理模块110控制夹持组件连续调节玻璃模具冲头轴线的倾斜角度，使喷嘴轴线始终垂直于当前熔覆的玻璃模具冲头表面，同时夹持组件驱动玻璃模具冲头绕自身中心轴线变速旋转，使得喷嘴对玻璃模具冲头以螺旋行进方式进行熔覆。对于顶部区域采用玻璃模具冲头红热态时的熔覆功率Pt进行熔覆，且在根据熔覆功率策略和位置信息，控制熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆的过程中，控制熔覆设备200对顶部区域熔覆至少两次，以满足玻璃模具冲头对于顶部区域的厚度要求。

需注意，在本发明提供的实施例中，关于送粉量、熔覆功率和激光扫描速度的说明，只是举例，并不作为具体限定，以实际情况为准。

进一步地，如图4所示，在获取待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息之前，本发明实施例提供的工件熔覆方法还包括：

步骤S200：校准待熔覆工件的回转轴线与熔覆工位驱动待熔覆工件旋转的旋转轴线的同轴度并检测待熔覆工件的圆跳动。

如此，通过校准待熔覆工件的回转轴线与熔覆工位驱动待熔覆工件旋转的旋转轴线的同轴度，避免待熔覆工件由夹持组件夹持时，出现待熔覆工件的回转轴线相对于夹持组件的轴线倾斜的现象，使得熔覆质量降低。对于检测待熔覆工件的圆跳动，则可通过判断待熔覆工件的圆跳动公差的方法，来判断待熔覆工件是否翘曲变形，以此检测出残次品工件，避免对残次品工件的无效熔覆，提高熔覆质量的同时节约资源投入和时间成本。

另外，在熔覆不同的工件时，本发明实施例提供的工件熔覆方法需要重新获取待熔覆工件的实际装夹位置偏差数据，更新工件坐标系。

具体地，待熔覆工件由夹持组件夹持后，夹持组件驱动工件绕工件的轴线旋转，同时测距仪探测工件距测距仪的距离。测距仪探测待熔覆工件顶端下方10-15mm左右位置处，需要注意的是，对于不同规格尺寸的工件，测距仪所测位置可以相同，所测位置均位于待熔覆工件顶端下方10-15mm左右位置处。精确测量该处位置至测距仪的距离，存储并输出距离信号，反馈至控制系统，闭环控制校准单元对工件进行同轴修正。如果测距仪所测距离对比相差太大，而不在预设范围内，则校准单元对工件的轴线与夹持组件的旋转轴线的同轴度进行校准，以保证工件的轴线与夹持组件的旋转轴线的同轴度，提升熔覆层厚度的均匀性，提高熔覆质量。经过校准单元的校准后，如果测距仪所测距离仍相差太大，则判断待熔覆工件自身的圆跳动公差不在预设范围内，可以列为残次品，从夹持组件上取下残次品工件，因此，杜绝了对于残次品工件的无效熔覆加工，节约资源投入。需要说明的是，本发明实施例所描述的圆跳动公差指的是待熔覆工件的径向圆跳动公差，沿待熔覆工件轴向选取多个位置进行测量该不同位置处的圆跳动公差，当待熔覆工件上多个位置的圆跳动公差太大时，判断待熔覆工件发生翘曲变形，则可将该待熔覆工件列为残次品。

在一些示例中，校准单元设置于熔覆工位，校准单元包括驱动机构和校准杆，驱动机构与测距仪通信连接，用于接收测距仪输出的距离信号。校准杆与驱动机构驱动连接，驱动机构驱动校准杆伸缩，用于对工件的轴线与夹持组件的旋转轴线的同轴度进行校准。具体实施时，驱动机构可以为液压缸或气压缸，当然不限于此，以能实现驱动校准杆伸缩，对工件的轴线与夹持组件的旋转轴线的同轴度进行校准为准。夹持组件驱动待熔覆工件绕待熔覆工件的轴线旋转时，测距仪所测到的距离对比相差太大，不在预设范围内时，驱动机构驱动校准杆伸出，以与待熔覆工件触碰的方式，实现对于待熔覆工件的轴线与夹持组件的旋转轴线的同轴度进行校准，增强待熔覆工件的轴线与夹持组件的旋转轴线的同轴度，提高熔覆质量。之后，驱动机构驱动校准杆缩回，以免校准杆干扰熔覆工作的正常进行。

在一种可选方式中，在根据熔覆参数策略，控制熔覆设备对待熔覆工件进行熔覆之后，本发明实施例提供的工件熔覆方法还包括：

步骤S600：在线检测熔覆后的工件的熔覆层的厚度。

在熔覆设备200对待熔覆工件进行熔覆后，将测距仪移动至与熔覆前相同的测量位置，夹持组件驱动工件绕工件的轴线旋转，同时测距仪探测熔覆后的工件距测距仪的距离，并输出距离信号，并与熔覆前所测距离数据进行对比，则可得到熔覆层的厚度，并由此判断熔覆质量。由于采用非接触式测量方法，整个测量过程高效准确，测量时间可控制在两分钟内完成。

采用本发明实施例提供的工件熔覆方法进行熔覆如图1所述的玻璃模具冲头时，举例对熔覆结果进行说明。如图2所示，熔覆后，变径回转区域的熔覆层的厚度D不小于1.3mm，玻璃模具冲头顶部区域的熔覆层的厚度D不小于1.6mm。且，采用本发明实施例提供的工件熔覆方法，对工件进行熔覆后，熔覆层与工件表面为冶金结合，熔覆层无波浪纹，较为平滑。

第二方面，本发明实施例还提供一种终端设备，应用于具有熔覆设备200的工件熔覆系统，如图5所示，包括处理模块110和通信模块120。处理模块110设置有存储上述工件熔覆方法的存储介质，通信模块120与处理模块110连接，用于与熔覆设备200通信连接。

第二方面提供的终端设备的有益效果与第一方面所描述的工件熔覆方法的有益效果相同，此处不做赘述。

第三方面，本发明实施例还提供一种工件熔覆系统，包括熔覆设备200以及第二方面所描述的终端设备，熔覆设备200与终端设备通信连接，终端设备控制熔覆设备200熔覆工件。

第三方面提供的工件熔覆系统的有益效果与第二方面所描述的终端设备的有益效果相同，此处不做赘述。

本发明实施例提供的熔覆设备200通过终端设备所具有的通信模块120与处理模块110通信连接。本发明实施例中的通信连接方式可以为现场总线和工业以太网。总线协议可以采用CC-Link、Devicenet、Profibus、Profinet、EtherCAT、Ethernet/IP、ModbusTCP等方式。

处理模块110可以是处理器或控制器，例如可以是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信模块120可以是收发器、收发电路或通信接口等。存储介质可以是存储器。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种工件熔覆方法，其特征在于，应用于具有变径曲面的工件的熔覆，通过熔覆设备对工件进行熔覆；所述工件熔覆方法包括：

获取待熔覆工件的结构信息；

获取所述待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息；

根据所述待熔覆工件的结构信息和所述待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储所述熔覆设备的熔覆参数策略；

根据所述熔覆参数策略，控制所述熔覆设备对所述待熔覆工件进行熔覆。

2.根据权利要求1所述的工件熔覆方法，其特征在于，在根据所述待熔覆工件的结构信息和所述待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息，确定并预先存储所述熔覆设备的熔覆参数策略过程中，还包括提供所述待熔覆工件和熔覆粉末，通过正交实验得到所述熔覆参数策略；

所述熔覆参数策略包括熔覆功率策略、所述熔覆设备的送粉速率和所述熔覆设备的激光扫描速度；

所述熔覆功率策略包括所述待熔覆工件冷态时的熔覆功率P0和所述待熔覆工件红热态时的熔覆功率Pt；

所述熔覆功率策略为：在所述熔覆设备沿所述待熔覆工件的轴向不断进行熔覆的过程中，所述熔覆设备的熔覆功率与所述待熔覆工件的直径呈正比例关系；所述熔覆功率由所述待熔覆工件的初始熔覆位置至结束熔覆位置逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的工件熔覆方法，其特征在于，所述获取所述待熔覆工件的结构信息包括：

沿所述待熔覆工件的轴向将所述待熔覆工件的待熔覆区域划分为底部回转区域、变径回转区域和顶部区域；

获取所述变径回转区域靠近所述底部回转区域一端的半径R0和所述变径回转区域靠近所述顶部区域一端的半径Rt。

4.根据权利要求3所述的工件熔覆方法，其特征在于，所述获取所述待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息包括：

获取所述待熔覆区域的所述初始熔覆位置的轴向坐标和所述待熔覆区域的所述结束熔覆位置的轴向坐标；

根据所述待熔覆工件的结构信息、所述初始熔覆位置的轴向坐标和所述结束熔覆位置的轴向坐标，获取所述变径回转区域靠近所述底部回转区域一端的轴向坐标Z0和所述变径回转区域靠近所述顶部区域一端的轴向坐标Zt。

5.根据权利要求4所述的工件熔覆方法，其特征在于，

在熔覆所述变径回转区域时，所述熔覆设备的熔覆功率策略的计算公式为：

P＝Pt-((z-Zt)/(Z0-Zt))*((r-Rt)/(R0-Rt))*(Pt-P0)，

其中，r为所述待熔覆工件的当前熔覆位置的半径，z为所述待熔覆工件的当前熔覆位置的轴向坐标。

6.根据权利要求3所述的工件熔覆方法，其特征在于，在所述根据所述熔覆参数策略，控制所述熔覆设备对所述待熔覆工件进行熔覆的过程中，控制所述熔覆设备沿所述待熔覆工件的轴向，依次熔覆所述底部回转区域、所述变径回转区域、所述顶部区域；和/或，在所述根据所述熔覆参数策略，控制所述熔覆设备对所述待熔覆工件进行熔覆的过程中，控制所述熔覆设备对所述顶部区域熔覆至少两次，且在熔覆所述顶部区域时，所述熔覆设备的熔覆功率为Pt。

7.根据权利要求1所述的工件熔覆方法，其特征在于，在所述根据所述熔覆参数策略，控制所述熔覆设备对所述待熔覆工件进行熔覆的过程中，还包括步骤：

控制调节所述待熔覆工件的轴线与所述熔覆设备的轴线之间的角度。

8.根据权利要求1所述的工件熔覆方法，其特征在于，在获取所述待熔覆工件在熔覆工位时的位置信息之前，还包括步骤：

校准所述待熔覆工件的回转轴线与所述熔覆工位驱动所述待熔覆工件旋转的旋转轴线的同轴度并检测所述待熔覆工件的圆跳动。

9.根据权利要求1所述的工件熔覆方法，其特征在于，在根据所述熔覆参数策略，控制所述熔覆设备对所述待熔覆工件进行熔覆之后，还包括步骤：

在线检测熔覆后的所述工件的熔覆层的厚度。

10.一种终端设备，其特征在于，应用于具有熔覆设备的工件熔覆系统，所述终端设备包括：

处理模块，设置有存储如权利要求1-9任一项所述的工件熔覆方法的存储介质；

通信模块，与所述处理模块连接，用于与所述熔覆设备通信连接。

11.一种工件熔覆系统，其特征在于，包括：

如权利要求10所述的终端设备；

熔覆设备，与所述终端设备通信连接，所述终端设备控制所述熔覆设备熔覆所述工件。

Images