CN215925079U

CN215925079U - 一种总线式手持工装一体激光熔覆设备

Info

Publication number: CN215925079U
Application number: CN202122299920.6U
Authority: CN
Inventors: 朱文翰; 陆荣鑑
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2031-09-23

Abstract

本实用新型公开了一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，包括手持激光熔覆机构，手持激光熔覆机构上设有HMI人机界面，HMI人机界面通过信号与云端数据库信号连接；HMI人机界面通过Ethernet总线与触控屏PLC一体机电性连接，触控屏PLC一体机对手持激光熔覆机构、旋转工作台的步进电机和XYZ轴工作台的XYZ伺服电机进行操控；本实用新型采用总线式控制，完成各熔覆模块的连接和控制，通过HMI人机界面的存在，可以控制多台工装同时工作，且可以上传到云端，实现工厂智能化监控和管理，在手持激光熔覆机构与将旋转工作台和XYZ轴工作台配合，通过触控屏PLC一体机插补控制，使得该设备具有更多的零件自动精密熔覆加工性能。

Description

一种总线式手持工装一体激光熔覆设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体涉及一种总线式手持工装一体激光熔覆设备。

背景技术

激光熔覆是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密熔覆方法，一般用于材料表面改性、表面修复、增材制造等。激光熔覆是激光材料加工技术应用的重要方面之一。通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆层。熔覆层稀释度低但结合力强，与基体呈冶金结合，可显著改善基体材料表面的耐磨、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。通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率、光斑直径、熔覆速度、离焦量、送粉速度等参数，使粉末熔化，形成特定的熔池，最终冷却为包覆层。由于其独特的优点，已成功应用于微、中、大型零件的修复与增材制造中。激光熔覆和传统氩弧叠焊相比，提高了加工速度，加工精度，可以说是制造业的一场科技革命。目前，激光熔覆技术在很多行业中都有广泛的应用。

目前普遍使用的手持激光熔覆系统装置具有如下缺点：

使用传统的触摸屏PLC控制，响应速度慢，传输距离有限，抗干扰能力差。

传统的触摸屏控制，接线繁杂，工装模块控制的可拓展性差。

传统PLC无法直接接入云端，无法实现大数据的智能化工厂监控。

无法精密熔覆一些小微异形件。

实用新型内容

针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，以解决背景技术中提到的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，包括手持激光熔覆机构，所述手持激光熔覆机构包括激光器、手持熔覆枪、水冷机和送粉机，所述手持激光熔覆机构上设有HMI人机界面，所述HMI人机界面通过信号与云端数据库信号连接；

HMI人机界面通过Ethernet总线与触控屏PLC一体机电性连接，所述触控屏PLC一体机对手持激光熔覆机构、旋转工作台的步进电机和XYZ轴工作台的XYZ伺服电机进行操控。

通过采用上述技术方案：

在手持激光熔覆机构上，添加总线式控制，方便多工装同时控制监控，且抗干扰能力强，传输距离远；

在手持激光熔覆机构上，添加HMI人机界面，方便一台工控机控制若干工装作业；

在手持激光熔覆机构上，将添加的HMI界面，直接连接到数据库，上传云端，实现工厂智能化监控和管理；

在手持激光熔覆机构与将旋转工作台和XYZ轴工作台配合，通过触控屏PLC一体机插补控制，使得该设备具有更多的零件自动精密熔覆加工性能。

优选的，所述步进电机通过螺栓安装在矩形调节座的顶部中部，所述旋转工作台的底部中部与所述步进电机的输出轴的顶部固定连接，所述旋转工作台的底部至少等角度转动安装有三个滑轮，所述XYZ轴工作台安装在所述旋转工作台的上方。

通过采用上述技术方案：通过步进电机带动旋转工作台和XYZ轴工作台旋转，通过滑轮的作用，减少了旋转工作台和XYZ轴工作台在旋转时的晃动。

优选的，所述矩形调节座的顶部开设有供所述滑轮滚动的环形滑轮槽。

通过采用上述技术方案：滑轮顺着环形滑轮槽滚动，进一步减少了旋转工作台和XYZ轴工作台在旋转时的晃动。

优选的，所述矩形调节座的底部设有矩形底座，所述矩形底座的顶部中部通过螺栓安装有气缸，所述气缸的活塞杆的上端与所述矩形调节座的中部底部固定连接。

通过采用上述技术方案：通过控制气缸的活塞杆的伸缩，方便控制旋转工作台和XYZ轴工作台的高低。

优选的，所述矩形调节座和所述矩形底座之间至少等距安装有两个伸缩管，所述伸缩管为外管套内管设置。

通过采用上述技术方案：通过伸缩管的作用，减少了旋转工作台和XYZ轴工作台在上下移动时的晃动。

优选的，所述矩形底座的底部四角均通过安装架滚动安装有自锁万向轮。

通过采用上述技术方案：通过自锁万向轮方便本设备的移动与定位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用总线式控制，完成各熔覆模块的连接和控制，通过HMI人机界面的存在，可以控制多台工装同时工作，且可以上传到云端，实现工厂智能化监控和管理，在手持激光熔覆机构与将旋转工作台和XYZ轴工作台配合，通过触控屏PLC一体机插补控制，使得该设备具有更多的零件自动精密熔覆加工性能。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型的旋转工作台和XYZ轴工作台组合时的主视切面图。

附图标记：1、旋转工作台；11、步进电机；12、滑轮；2、XYZ轴工作台；3、矩形调节座；301、滑轮槽；31、气缸；32、矩形底座；33、伸缩管；34、自锁万向轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1-图2，一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，包括手持激光熔覆机构，手持激光熔覆机构包括激光器、手持熔覆枪、水冷机和送粉机，HMI人机界面设置在手持激光熔覆机构上，云端数据库和HMI人机界面之间通过信号连接；

触控屏PLC一体机通过Ethernet总线与HMI人机界面电性连接，触控屏PLC一体机对手持激光熔覆机构进行操控，同时触控屏PLC一体机还对旋转工作台1的步进电机11和XYZ轴工作台2的XYZ伺服电机进行操控；

如图2所示，步进电机11通过螺栓安装在矩形调节座3的顶部中部，步进电机11的输出轴的顶部与旋转工作台1的底部中部固定连接，旋转工作台1的底部至少等角度转动安装有三个滑轮12，XYZ轴工作台2安装在旋转工作台1的上方，通过步进电机11带动旋转工作台1和XYZ轴工作台2旋转，通过滑轮12的作用，减少了旋转工作台1和XYZ轴工作台2在旋转时的晃动，矩形调节座3的顶部开设有供滑轮12滚动的环形滑轮槽301，滑轮12顺着环形滑轮槽301滚动，进一步减少了旋转工作台1和XYZ轴工作台2在旋转时的晃动。

如图2所示，矩形底座32在矩形调节座3的底部，气缸31通过螺栓安装在矩形底座32的顶部中部，矩形调节座3的中部底部与气缸31的活塞杆的上端固定连接，通过控制气缸31的活塞杆的伸缩，方便控制旋转工作台1和XYZ轴工作台2的高低，矩形调节座3和矩形底座32之间至少等距安装有两个伸缩管33，伸缩管33为外管套内管设置，通过伸缩管33的作用，减少了旋转工作台1和XYZ轴工作台2在上下移动时的晃动；

如图2所示，为了方便本设备的移动与定位，自锁万向轮34通过安装架滚动安装在矩形底座32的底部四角，通过自锁万向轮34方便本设备的移动与定位。

本总线式手持工装一体激光熔覆设备，在手持激光熔覆机构上，添加总线式控制，方便多工装同时控制监控，且抗干扰能力强，传输距离远；

在手持激光熔覆机构与将旋转工作台1和XYZ轴工作台2配合，通过触控屏PLC一体机插补控制，使得该设备具有更多的零件自动精密熔覆加工性能。

综上，本总线式手持工装一体激光熔覆设备，采用总线式控制，完成各熔覆模块的连接和控制，通过HMI人机界面的存在，可以控制多台工装同时工作，且可以上传到云端，实现工厂智能化监控和管理，在手持激光熔覆机构与将旋转工作台1和XYZ轴工作台2配合，通过触控屏PLC一体机插补控制，使得该设备具有更多的零件自动精密熔覆加工性能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，包括手持激光熔覆机构，所述手持激光熔覆机构包括激光器、手持熔覆枪、水冷机和送粉机，其特征在于：所述手持激光熔覆机构上设有HMI人机界面，所述HMI人机界面通过信号与云端数据库信号连接；

HMI人机界面通过Ethernet总线与触控屏PLC一体机电性连接，所述触控屏PLC一体机对手持激光熔覆机构、旋转工作台（1）的步进电机（11）和XYZ轴工作台（2）的XYZ伺服电机进行操控。

2.根据权利要求1所述的一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，其特征在于：所述步进电机（11）通过螺栓安装在矩形调节座（3）的顶部中部，所述旋转工作台（1）的底部中部与所述步进电机（11）的输出轴的顶部固定连接，所述旋转工作台（1）的底部至少等角度转动安装有三个滑轮（12），所述XYZ轴工作台（2）安装在所述旋转工作台（1）的上方。

3.根据权利要求2所述的一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，其特征在于：所述矩形调节座（3）的顶部开设有供所述滑轮（12）滚动的环形滑轮槽（301）。

4.根据权利要求2所述的一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，其特征在于：所述矩形调节座（3）的底部设有矩形底座（32），所述矩形底座（32）的顶部中部通过螺栓安装有气缸（31），所述气缸（31）的活塞杆的上端与所述矩形调节座（3）的中部底部固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，其特征在于：所述矩形调节座（3）和所述矩形底座（32）之间至少等距安装有两个伸缩管（33），所述伸缩管（33）为外管套内管设置。

6.根据权利要求4所述的一种总线式手持工装一体激光熔覆设备，其特征在于：所述矩形底座（32）的底部四角均通过安装架滚动安装有自锁万向轮（34）。