CN209052769U - 激光熔覆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种激光熔覆装置，包括：机器人、机器人运动辅助装置、激光熔覆头以及喷粉器，所述机器人安装于所述机器人运动辅助装置上，所述机器人在所述机器人运动辅助装置的辅助下移动，所述激光熔覆头设于所述机器人上，可根据机器人的转动进行相应转动。所述机器人运动辅助装置包括：升降平台、轨道车和导轨，所述升降平台设于所述轨道车上，所述轨道车安装在所述导轨上，可带动所述机器人在二维平面内按预设的路径移动作业，还可以在Z轴上升降作业。该装置结构简单，组装和拆卸方便，工作适应性强。该装置可持续的自主作业，提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光熔覆技术领域，特别涉及一种激光熔覆装置。
背景技术
激光熔覆技术是一种集光、机、电、计算机、材料等多门学科的新型的表面涂层技术，主要应用于军工、航空航天、船舶业以及风电水电项目等等。该技术是将合金材料或者金属粉末预置于需要修复的或者再制造的金属表面，或者采用自动送料装置(送粉器或者送丝机)在激光熔融过程中输送至金属表面，经高能量激光束熔化，使之和基体表面熔合，形成低稀释度的、与基体表面结合的熔覆层。激光熔覆所得的熔覆层耐腐蚀，耐磨损并且抗冲击性能好。此外，该技术的使用不会产生环境污染。
目前的激光熔覆装置主要存在灵活性差、搬运不便、熔覆层不够均匀以及无法进行高空作业等缺点。为了满足现代工业制造的快速、优质和高效以及减少环境污染的双重需求，对激光熔覆装置的要求也在逐日增高。因此，研究如何大范围的灵活的有规划的进行激光熔覆自主作业，成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种激光熔覆装置，以解决人工手动修复造成的表面不均匀且效率不高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种激光熔覆装置，包括：机器人、机器人运动辅助装置、激光熔覆头以及喷粉器，所述机器人安装于所述机器人运动辅助装置上，所述激光熔覆头设于所述机器人上，所述喷粉器与所述机器人相连，所述机器人在所述机器人运动辅助装置的辅助下移动。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述机器人运动辅助装置包括：升降平台、轨道车和导轨，所述升降平台设于所述轨道车上，所述轨道车安装在所述导轨上。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述导轨为直线型、弧形或者环形轨道。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述机器人运动辅助装置还包括导轨支架，所述导轨固定于所述导轨支架上。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述导轨支架包括若干三角形状的附着式支架。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述升降平台为可伸缩旋转结构。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述升降平台的旋转角度介于0°至360°。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述喷粉器为分体式结构，所述喷粉器包括：喷嘴、送粉管道和粉末容器，所述粉末容器安装在所述升降平台上，所述喷嘴与所述粉末容器通过所述送粉管道相接通。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述激光熔覆头安装于所述机器人的手臂上，所述激光熔覆头与所述喷嘴以螺纹形式相连，所述激光熔覆头与所述喷嘴同轴。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述送粉管道的长度小于或者等于所述机器人的最大长度。
可选的，在所述激光熔覆装置中，所述送粉管道和所述激光熔覆头之间形成的角度介于0°至180°。
综上，本实用新型提供的激光熔覆装置包括：机器人、机器人运动辅助装置、激光熔覆头以及喷粉器，所述机器人安装于所述机器人运动辅助装置上，所述机器人在所述机器人运动辅助装置的辅助下移动，所述激光熔覆头设于所述机器人上，可根据机器人的转动进行相应转动。所述机器人运动辅助装置包括：升降平台、轨道车和导轨，所述升降平台设于所述轨道车上，所述轨道车安装在所述导轨上，可带动所述机器人在二维平面内按预设的路径移动作业，还可以在Z轴上升降作业。该装置结构简单，组装和拆卸方便，工作适应性强。该装置可持续的自主作业，提高了工作效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的激光熔覆装置的部分结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的激光熔覆装置的整体结构示意图。
其中，100-机器人，200-激光熔覆头，300-机器人运动辅助装置，310-导轨支架，320-导轨，330-轨道车，340-升降平台，400-喷粉器，410-喷嘴，420-粉末容器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种激光熔覆装置作进一步详细说明，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为本实用新型的限制。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
参考图1和图2，图1是本实用新型实施例提供的激光熔覆装置部分结构示意图，图2是本实用新型实施例提供的激光熔覆装置的整体结构示意图。在本实用新型实施例中，假设需要进行激光熔覆修复的设备为水轮机，并且在本实施例中主要针对水轮机的轮转室内壁进行激光熔覆。所述激光熔覆装置包括：机器人100、机器人运动辅助装置300、激光熔覆头200以及喷粉器400，所述机器人100安装于所述机器人运动辅助装置300上，所述激光熔覆头200设于所述机器人100上，所述喷粉器400与所述机器人100相连，所述机器人100在所述机器人运动辅助装置300的辅助下能够按照一定的轨迹移动，运动轨迹由点成线并由线成面，从而所述激光熔覆装置能够对需要修复的设备开展全覆盖的激光修复工作。
在本实用新型实施例中，所述机器人运动辅助装置300包括：升降平台340、轨道车330、导轨320，所述升降平台340设于所述轨道车330上，所述轨道车330安装在所述导轨320上，所述轨道车330可带动所述机器人在二维平面内按预设的路径移动作业，所述升降平台340可以带动机器人在Z轴上升降作业。
进一步的，所述导轨320为直线型、弧形或者环形轨道。参考图2，本实施例中因需要激光熔覆的水轮机的轮转室为球形，所以导轨320采用环形轨道，所述机器人100的运动路程为环形轨道的一部分或者整个环形，使得所述激光熔覆装置在一次性安装之后可以持续使用，直至将设备需要修复的表面全部修复完成，提高了该装置的灵活性，节约了多次安装和移动的人工成本。此外，轨道的具体形状可以根据需要修复的设备做具体的设计，本实用新型不做特别限定。
进一步的，所述机器人运动辅助装置300还包括导轨支架310，所述导轨320固定于所述导轨支架310上，所述导轨支架310包括若干三角形状的附着式支架。在激光熔覆工作前，先搭建导轨支架310和导轨320，首先将导轨支架310焊接在轮转室内壁上，焊接导轨支架310前需要使用激光设备打标找平，保证后续安装的导轨320能够安装在同一平面上，从而保证机器人100能够平稳移动。
进一步的，所述升降平台340为可伸缩旋转结构。所述升降平台340的旋转角度介于0°至360°。所述升降平台340的Z轴方向上能够升降至水轮机轮转室内的任意高度，并且二维平面内所述升降平台340可以进行360°无死角的旋转，从而安装于所述升降平台340上的机器人100可以携带激光熔覆头200上升到水轮机轮转室内壁的任意高度位置并旋转到任意角度进行激光熔覆作业，增大了激光熔覆的角度和范围，保证了需要修复的设备的各个方位和角落都能够覆盖到，提高了该装置的作业灵活性。
在本实用新型实施例中，所述喷粉器400为分体式结构，所述喷粉器400包括：喷嘴410、送粉管道(未图示)和粉末容器420，所述粉末容器420安装在所述升降平台340上，所述喷嘴410与所述粉末容器420以所述送粉管道420相接通。所述粉末容器420中一般存放的是铁基合金粉末混合WC颗粒形成的熔覆材料，例如，316不锈钢粉末和WC颗粒的混合粉末，该熔覆材料和缺失的原始材料很贴近，熔覆材料经过所述送粉管道运送至所述喷嘴410处，所述激光熔覆头200喷射激光，喷射出的熔覆材料在激光熔覆作用下熔融并喷射到水轮机轮转室内壁，烧结冷却，修复损坏的内壁，熔覆后的内壁硬度强，抗腐蚀性好以及抗冲击性能好。
进一步的，所述激光熔覆头200安装于所述机器人100的手臂上，所述激光熔覆头200与所述喷嘴410以螺纹形式相连，所述激光熔覆头200与所述喷嘴410同轴。所述激光熔覆头200可以根据水轮机轮转室内壁的轮廓自动调节激光熔覆路径，进一步提高了激光熔覆的精确性。
进一步的，所述送粉管道的长度小于或者等于所述机器人的最大长度，尽可能的缩短金属粉末到达喷嘴410处的时间，使得金属粉末喷射更均匀，喷射压力更高。
进一步的，所述送粉管道和所述激光熔覆头200之间形成的角度介于0°至180°。所述喷粉器400可在所述送粉管道和所述激光熔覆头200之间形成的角度大于90°的情况下，稳定持续送粉。
在本实施例中，所述激光熔覆装置结构简单，灵活性好，机动性强。作业人员可以在作业地点就地组装所述激光熔覆装置，根据现场的实际情况编写运行程序，提前设计好机器人100的运动轨迹，从而使得所述机器人100自动完成激光熔覆工作。
综上所述，本实用新型提供了一种激光熔覆装置，所述机器人在所述激光熔覆头和所述运动辅助装置的配合下，可完成多角度，大范围以及任意高度的激光熔覆工作。进一步的，所述喷粉器的分体式结构设计使得金属粉末喷射均匀，从而使得待激光熔覆位置可熔覆的更均匀。进一步的，所述激光熔覆装置结构简单，组装和拆卸方便，灵活性好，工作适应性强。进一步的，该装置为工业自动化机械设备，可持续的自主作业，提高了工作效率。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (11)
1.一种激光熔覆装置，其特征在于，包括：机器人、机器人运动辅助装置、激光熔覆头以及喷粉器，所述机器人安装于所述机器人运动辅助装置上，所述激光熔覆头设于所述机器人上，所述喷粉器与所述机器人相连，所述机器人在所述机器人运动辅助装置的辅助下移动。
2.根据权利要求1所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述机器人运动辅助装置包括：升降平台、轨道车和导轨，所述升降平台设于所述轨道车上，所述轨道车安装在所述导轨上。
3.根据权利要求2所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述导轨为直线型、弧形或者环形轨道。
4.根据权利要求2所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述机器人运动辅助装置还包括导轨支架，所述导轨固定于所述导轨支架上。
5.根据权利要求4所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述导轨支架包括若干三角形状的附着式支架。
6.根据权利要求2所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述升降平台为可伸缩旋转结构。
7.根据权利要求6所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述升降平台的旋转角度介于0°至360°。
8.根据权利要求6所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述喷粉器为分体式结构，所述喷粉器包括：喷嘴、送粉管道和粉末容器，所述粉末容器安装在所述升降平台上，所述喷嘴与所述粉末容器通过所述送粉管道相接通。
9.根据权利要求8所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述激光熔覆头安装于所述机器人的手臂上，所述激光熔覆头与所述喷嘴以螺纹形式相连，所述激光熔覆头与所述喷嘴同轴。
10.根据权利要求8所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述送粉管道的长度小于或者等于所述机器人的最大长度。
11.根据权利要求10所述的激光熔覆装置，其特征在于，所述送粉管道和所述激光熔覆头之间形成的角度介于0°至180°。
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|---|---|---|---|---|
| CN109868471A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-11 | 中国长江电力股份有限公司 | 水轮机叶片在线激光强化装置 |
| CN112317764A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-05 | 温州大学 | 一种激光增材制造装备 |
| CN114438487A (zh) * | 2020-11-06 | 2022-05-06 | 济宁矿业集团海纳科技机电股份有限公司 | 一种大空间激光熔覆装置 |
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2018
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