CN219703816U - 一种新型辅助加热激光熔覆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种新型辅助加热激光熔覆装置包括：底座、夹持模组、激光熔覆模组、加热模组；夹持模组设置在所述底座一端，用于对熔覆件夹持定位；激光熔覆模组设置在底座一侧，用于对工件熔覆作业；加热模组设置在底座中部，包括第四运动机构、平行滑台气缸、弧形加热板，用于对熔覆加工前及熔覆中或后各阶段的工件进行加热与熔覆共同或单独作业。平行滑台气缸上的两气缸滑块可做相向或背向运动，进而带动调整两弧形加热板与工件的相对位置。弧形加热板释放热能与激光熔覆装置的协同作用，省略了熔覆前后转移工件至加热设备的流程，提升产品质量的同时缩短了整体加工时间。

Description

一种新型辅助加热激光熔覆装置

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆领域，特别是涉及一种新型辅助加热激光熔覆装置。

背景技术

激光熔覆技术是激光加工领域中的重要组成部分，其原理是利用高能量密度的激光束将待加工件表面与熔覆材料辐照至熔化状态，熔池的快速凝固形成稀释度低，结合强度高的熔覆层，能显著提升机械零部件耐磨蚀、抗高温氧化等性能，对延长零部件服役周期、提升经济效益具有重要意义。

激光熔覆过程中，由于熔池冷凝过程极为迅速，过大的温度梯度产生的热应力及残余拉应力导致熔覆层萌生裂纹，严重影响了熔覆层成型质量及综合性能。研究人员发现对待加工零件采用预热等热处理措施能改善涂层裂纹等缺陷，传统熔覆无热处理流程，且无法做到加热与熔覆流程同步操作，严重降低了整体加工效率，因此实现热处理与激光熔覆协同工作是优化涂层质量亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种新型辅助加热激光熔覆装置，用以解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种新型辅助加热激光熔覆装置包括：底座、夹持模组、激光熔覆模组、加热模组；

所述底座下端固定安装有四组万向轮，每两组均呈对角布置，用于移动装置到加工现场，可避免工件移动不便问题；

所述夹持模组设置在所述底座上的一端，用于对工件夹持定位，所述夹持模组包括第一运动机构和夹持单元，所述第一运动机构沿所述底座第一方向布置，所述夹持单元沿所述底座上方第二方向安装在所述第一运动机构上，所述夹持单元可对工件进行夹持定位及驱动工件圆周旋转，所述第一运动机构能驱动所述夹持单元沿所述第一方向往复运动，从而调整所述工件位置；

所述激光熔覆模组设置在所述底座上的一侧，用于对工件激光熔覆，所述激光熔覆模组包括第二运动机构、第三运动机构、第一支撑座、第二支撑座、激光头锁块、激光放射件，所述第二运动机构固定安装在所述第一支撑座上端，所述第一支撑座沿所述底座第二方向固定安装在所述底座一侧，所述第三运动机构固定安装在所述第二支撑座上端，所述第二支撑座沿所述底座第三方向安装在所述第二运动机构上，所述第二运动机构能驱动所述第三运动机构与所述激光放射件沿第二方向往复运动，所述第三运动机构能驱动所述激光放射件沿第三方向往复运动，所述激光放射件位于所述工件上方，所述激光放射件能对所述工件进行激光熔覆；

所述加热模组设置在所述底座上的中部，用于对工件加热处理，所述加热模组包括第四运动机构、平行滑台气缸、弧形加热板，所述第四运动机构固定安装在所述底座上的中部，沿所述底座第二方向布置且与所述夹持单元同一中心布置，所述平行滑台气缸沿所述底座第一方向固定安装在所述第四运动机构上，所述第四运动机构能驱动所述平行滑台气缸沿第二方向往复运动，所述平行滑台气缸能驱动弧形加热板沿第一方向相向或背向运动。

进一步地，所述第一运动机构包括第一驱动件、第一电动滑台、滑动安装在所述第一电动滑台上的第一滑块，所述第一驱动件固定安装在所述第一电动滑台一端，所述夹持单元固定安装在所述第一滑块上，所述第一驱动件能驱动所述第一滑块沿第一方向往复运动，从而带动固定安装在所述第一滑块上的所述夹持单元沿第一方向往复运动；

所述夹持单元包括L型安装板、固定安装在所述L型安装板壁两侧的伺服电机与四爪卡盘，所述伺服电机的输出端与所述四爪卡盘的一端固定连接，所述L型安装板固定安装在所述第一滑块上。

进一步地，所述第二运动机构包括第二驱动件、第二电动滑台、滑动安装在所述第二电动滑台上的第二滑块，所述第二驱动件固定安装在所述第二电动滑台一端，所述第二支撑座固定安装在所述第二滑块上，所述第二驱动件能驱动所述第二滑块沿第二方向往复运动，从而带动固定安装在所述第二支撑座上的第三运动机构与所述激光放射件沿第二方向往复运动；

所述第三运动机构包括第三驱动件、第三电动滑台、滑动安装在所述第三电动滑台上的第三滑块，所述第三驱动件固定安装在所述第三电动滑台一端，所述第三驱动件能驱动所述第三滑块沿第二方向往复运动，从而带动激光放射件在第三方向上往复运动；

所述激光放射件可通过所述激光头锁块拆卸安装在所述第三滑块上。

进一步地，所述第四运动机构包括第四驱动件、第四电动滑台、滑动安装在所述第四电动滑台上的第四滑块，所述第四驱动件固定安装在所述第四电动滑台一端，所述第四驱动件能驱动所述第四滑块沿第二方向往复运动，从而带动固定安装在所述第四滑块上的所述平行滑台气缸沿第二方向往复运动；

所述平行滑台气缸包括气缸滑台、两个对向滑动安装在所述气缸滑台顶部的气缸滑块、固定安装在所述气缸滑块上的L型安装块，所述平行滑台气缸能驱动所述L型安装块沿第二方向相向或背向运动，从而带动固定安装在所述L型安装块顶部的弧形加热板沿第二方向相对移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过设置的加热模组可在熔覆加工前、中、后各个阶段，对待熔覆加工件进行加热与熔覆共同或单独作业。四个运动机构的共同作用可以调整熔覆过程中工件与激光放射件的相对位置，从而优化整体熔覆路径轨迹。平行滑台气缸的上的两个L型安装块可进行相向或背向运动，进而便于调整弧形加热板与工件相对位置。弧形加热板释放热能与激光熔覆装置的协同作用，省略了熔覆前后转移工件至加热设备的流程，提升产品质量的同时缩短了整体加工时间。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型的第一种立体结构示意图；

图2是本实用新型的第二种立体结构示意图；

图3是本实用新型中第三种立体结构示意图；

图4是本实用新型中加热模组的结构示意图。

图中：1、底座；2、万向轮；3、第一驱动件；4、第一电动滑台；5、第一滑块；6、L型安装板；7、伺服电机；8、四爪卡盘；9、第一支撑座；10、第二驱动件；11、第二电动滑台；12、第二滑块；13、第二支撑座；14、第三驱动件；15、第三电动滑台；16、第三滑块；17、激光头锁块；18、激光放射件；19、第四驱动件；20、第四电动滑台；21、第四滑块；22、气缸滑台；23、气缸滑快；24、L型安装块；25、弧形加热板。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

参照图1-4所示，一种新型辅助加热激光熔覆装置包括：底座1、固定安装在底座1下端的四组万向轮2，其每两组均呈对角布置，通过推动底座1或该装置其他部件，利用万向轮2可将整体装置移动到待熔覆工件现场；

设置在底座1一端上的夹持模组，用于对工件夹持定位，夹持模组包括第一运动机构和夹持单元，第一运动机构沿底座1第一方向布置，夹持单元沿所述底座1第二方向安装在第一运动机构上，夹持单元可对工件进行夹持定位及驱动工件圆周旋转，第一运动机构能驱动夹持单元沿所述第一方向往复运动，从而调整所述工件位置；

设置在底座1一侧上的激光熔覆模组，用于对工件激光熔覆，激光熔覆模组包括第二运动机构、第三运动机构、第一支撑座9、第二支撑座13、激光头锁块17、激光放射件18，第二运动机构沿底座1第二方向固定安装在第一支撑座9上，第三运动机构沿底座1第三方向安装在第二运动机构上，第二运动机构能驱动第三运动机构与激光放射件18沿第二方向往复运动，第三运动机构能驱动激光放射件18沿第三方向往复运动，从而控制激光放射件18与工件在第三方向上的垂直距离，激光放射件18位于所述工件上方，能对工件进行激光熔覆；

设置在底座1中部的加热模组，用于对工件加热，加热模组包括第四运动机构、平行滑台气缸、弧形加热板25，第四运动机构固定安装在底座1上的中部，沿底座1第二方向布置且与夹持单元同一中心布置，平行滑台气缸沿底座第一方向安装在第四运动机构上，第四运动机构能驱动平行滑台气缸沿第二方向往复运动，平行滑台气缸能驱动弧形加热板25沿第一方向做相向或背向运动。

本实用新型提供的一种技术方案，通过设置的夹持模组可对熔覆件进行夹持定位，便于工件整体进行旋转熔覆加工；通过设置的激光熔覆模组可对熔覆件进行激光熔覆工作；通过设置的加热模组可在熔覆加工前及熔覆中或后各个阶段，对待熔覆加工件进行加热与熔覆共同或单独作业。根据工件的预熔覆加工方案及工件形状大小，第一运动机构可带动夹持单元沿第一方向往复运动，进而调整工件与激光放射件18在第一方向上的相对位置；第二运动机构可带动第三运动机构沿第二方向往复运动，进而调整工件与激光放射件18在第二方向上的相对位置；第三运动机构可带动激光放射件18沿第三方向往复运动，进而调整工件与激光放射件18在第三方向上的相对位置；第四运动机构可带动平行滑台气缸及弧形加热板沿第二方向进行往复运动，进而调整工件与加热模组在第二方向上的相对位置；平行滑台气缸可带动弧形加热板25沿第一方向往复运动，进而调整工件与弧形加热板25在第一方向上的相对位置；四个运动机构与夹持单元及弧形加热板25的相互协同作用，也就是第一、第二和第三方向同时往复运动，也可以理解为三轴联动，可时时控制激光放射件18与工件及弧形加热板25之间的横向、纵向及垂直距离，从而自动化完成整体熔覆加工任务。

需要说明的是，上述中所记载的第一方向为底座1的宽度方向，第二方向为底座1的长度方向，第三方向为底座1的高度方向。

优选的，第一运动机构包括第一驱动件3、第一电动滑台4、第一滑块5；

第一驱动件3固定安装在第一电动滑台4一端，第一驱动件3与外接电源电性连接，第一电动滑台4沿底座1第一方向布置，第一滑块5滑动安装在第一电动滑台4上，第一驱动件3能驱动第一滑块5在第一电动滑台4上沿第一方向往复运动，夹持单元固定安装在第一滑块5上。

具体的，在工件需要在第一方向上往复运动时，可通过外接电源控制第一驱动件3工作，使得第一驱动件3驱动第一滑块5在第一电动滑台4上沿第一方向往复运动，进而带动固定安装在第一滑块5上的夹持单元沿第一方向往复运动，即带动工件沿第一方向往复运动。

需要说明的是，第一驱动件3采用电机，电机输出轴上固定连接有丝杆与第一滑块5滑动连接；第一电动滑台4上沿第一方向设有能容纳丝杆的槽，让丝杆能带动第一滑块5沿第一方向往复运动。

优选的，加持单元包括L型安装板6、固定安装于L型安装板6左侧的伺服电机7及右侧的四爪卡盘8；

伺服电机7的输出端与四爪卡盘8的一端固定连接，伺服电机7与四爪卡盘8在第二方向与第四运动机构同一中心布置，L型安装板6固定安装于第一滑块5上，第一运动机构可驱动L型板沿第一方向往复运动。

具体的，将通过四爪卡盘8可对工件进行固定夹持，在外接电源的控制下，伺服电机7可带动四爪卡盘8转动，进而带动工件圆周旋转，方便调节工件熔覆区域。

需要说明的是，工件装夹在四爪卡盘8上，四爪卡盘8的装夹动作采用卡盘匙手动装夹或液压装夹等，对此，本申请对四爪卡盘8的装夹动作不做限定，本领域技术人员可根据实际需要情况采用。

优选的，第二运动机构包括第二驱动件10、第二电动滑台11、第二滑块12；

第二驱动件10固定安装在第二电动滑台11一端，第二驱动件10与外接电源电性连接，第二电动滑台11沿底座1第二方向固定安装在第一支撑座9上，第二滑块12滑动安装在第二电动滑台11上，第二驱动件10能驱动第二滑块12在第二电动滑台11上沿第二方向往复运动，第二支撑座13固定安装在第二滑块12上。

具体的，当激光放射件18需要在工件第二方向上不同区域进行熔覆作业时，可通过外接电源控制第二驱动件10工作，使得第二驱动件10驱动第二滑块12在第二电动滑台11上沿第二方向往复运动，可带动固定安装在第二滑块12上的第二支撑座13沿第二方向往复运动，进而带动固定安装在第二支撑座13上的激光放射件18与第三运动机构沿第二方向往复运动。

需要说明的是，第二驱动件10采用电机，电机的输出轴上固定连接有丝杆与第二滑块12滑动连接，第二电动滑台11上沿第二方向设有能容纳丝杆的槽，让丝杆能带动第二滑块12沿第二方向往复运动，激光放射件18可根据加工方案进行更换。

优选的，第三运动机构包括第三驱动件14、第三电动滑台15、第三滑块16；

第三驱动件14固定安装在第三电动滑台15一端，第三驱动件14与外接电源电性连接，第三电动滑台15沿底座1第三方向固定安装在第二支撑座13上，第三滑块16滑动安装在第三电动滑台15上，第三驱动件14能驱动第三滑块16在第三电动滑台15上沿第三方向往复运动。

具体的，激光放射件18通过激光头锁块17固定安装在第三滑块16，使得激光放射件18可拆卸安装在第三滑块16上；根据不同形状工件的熔覆要求，当激光放射件18需要在第三方向上往复运动时，可通过外接电源控制第三驱动件14工作，使得第三驱动件14驱动第三滑块16在第三电动滑台15上沿第三方向往复运动，可带动固定安装在第三滑块16上的激光放射件18沿第三方向往复运动，进而可控制激光放射件18与工件的垂直距离，在第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、激光放射件18的控制下可对工件不同区域进行协同熔覆工作。

需要说明的是，第三驱动件14采用电机，电机的输出轴上固定连接有丝杆与第三滑块16滑动连接，第三电动滑台15上沿第三方向设有能容纳丝杆的槽，让丝杆能带动第三滑块16沿第三方向往复运动。

优选的，第四运动机构包括第四驱动件19、第四电动滑台20、第四滑块21；

第四驱动件19固定安装在第四电动滑台20一端，第四驱动件19与外接电源电性连接，第四电动滑台20沿底座1第二方向固定安装在底座1中部，第四滑块21滑动安装在第四电动滑台20上，第四驱动件19能驱动第四滑块21在第四电动滑台20上沿第二方向往复运动。

具体的，当需要对工件第二方向不同部位进行加热时，通过外接电源控制第四驱动件19工作，使得第四驱动件19驱动第四滑块21在第四电动滑台20上沿第二方向往复运动，进而带动固定安装在第四滑块21上的平行滑台气缸沿第二方向往复运动，即带动安装在平行滑台气缸上的弧形加热板25沿第二方向往复运动。

需要说明的是，第四驱动件19采用电机，电机的输出轴上固定连接有丝杆与第四滑块21滑动连接，第四电动滑台20上沿第三方向设有能容纳丝杆的槽，让丝杆能带动第四驱动件19沿第三方向往复运动。

优选的，平行滑台气缸包括气缸滑台22、气缸滑块21、L型安装块22；

平行滑台气缸与外接气源电性连接，气缸滑台22沿底座1第一方向固定安装在第四滑块21，气缸滑块21滑动安装在气缸滑台22上，平行滑台气缸能驱动气缸滑块21在气缸滑台22上沿第一方向往复运动。

具体的，当需要对不同形状工件进行加热时，通过外接气源电性控制平行滑台气缸工作，使得气缸滑块21在气缸滑台22上沿第一方向往复运动，进而带动固定安装在气缸滑块21上的L型安装块22沿第一方向往复运动，即带动安装在L型安装块22上的弧形加热板25沿第一方向做相向或背向运动，进而带动调整两弧形加热板25与工件在第一方向上的相对位置，同时在第四运动机构的作用下，可调整两弧形加热板25与工件在第二方向上的相对位置，即弧形加热板25可对不同形状工件的不同部位进行加热作用。

需要说明的是，弧形加热板25可根据加工方案进行更换，在一些实施例中，弧形加热板25也可被替换成安装在L型安装块24上的加热管或者加热丝，弧形加热板25由外部电源供电。

以上揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作地等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种新型辅助加热激光熔覆装置，其特征在于，包括：

底座(1)，所述底座(1)下端固定安装有四组万向轮(2)，其每两组均呈对角布置；

夹持模组，所述夹持模组设置在所述底座(1)上的一端，所述夹持模组包括第一运动机构和夹持单元，所述第一运动机构沿所述底座(1)第一方向固定安装在所述底座(1)上端，所述夹持单元沿所述底座(1)的第二方向安装在所述第一运动机构上；

激光熔覆模组，所述激光熔覆模组设置在所述底座(1)上的一侧，所述激光熔覆模组包括第二运动机构、第三运动机构、第一支撑座(9)、第二支撑座(13)、激光头锁块(17)、激光放射件(18)，所述第二运动机构沿所述底座(1)的第二方向固定安装在所述第一支撑座(9)上，所述第三运动机构固定安装在所述第二支撑座(13)上，所述激光放射件(18)在激光头锁块(17)的固定作用下沿所述底座(1)的第三方向安装在所述第三运动机构上，所述激光放射件(18)位于工件上方；

加热模组，所述加热模组设置在所述底座(1)上的中部，所述加热模组包括第四运动机构、平行滑台气缸和弧形加热板(25)，所述第四运动机构沿所述底座(1)的第二方向固定安装在所述底座(1)的中部，且与所述夹持单元同一中心布置，所述平行滑台气缸沿所述底座(1)的第一方向固定安装在所述第四运动机构上。

2.根据权利要求1所述的一种新型辅助加热激光熔覆装置，其特征在于：所述第一运动机构包括第一驱动件(3)、沿所述底座(1)的第一方向固定安装在所述底座(1)一端的第一电动滑台(4)、滑动安装在所述第一电动滑台(4)上的第一滑块(5)，所述第一驱动件(3)固定安装在所述第一电动滑台(4)一端；

所述夹持单元包括L型安装板(6)、固定安装在所述L型安装板(6)侧壁上的伺服电机(7)与四爪卡盘(8)，所述L型安装板(6)固定安装在所述第一运动机构的所述第一滑块(5)上，所述伺服电机(7)的输出轴与所述四爪卡盘(8)的一端固定连接，所述伺服电机(7)与所述四爪卡盘(8)沿所述底座(1)在第二方向与所述第四运动机构同一中心布置。

3.根据权利要求1所述的一种新型辅助加热激光熔覆装置，其特征在于：所述第二运动机构包括第二驱动件(10)、沿所述底座(1)的第二方向固定安装在所述第一支撑座(9)上的第二电动滑台(11)、滑动安装在所述第二电动滑台(11)上的第二滑块(12)，所述第二驱动件(10)固定安装在所述第二电动滑台(11)一端，所述第一支撑座(9)沿所述底座(1)第二方向固定安装在所述底座(1)一侧；

所述第三运动机构包括第三驱动件(14)、第三电动滑台(15)、滑动安装在所述第三电动滑台(15)上的第三滑块(16)，所述第三驱动件(14)固定安装在所述第三电动滑台(15)一端，所述第三电动滑台(15)沿所述底座(1)的第三方向固定安装在所述第二支撑座(13)上，所述第二支撑座(13)沿所述底座(1)的第三方向固定安装在所述第二滑块(12)。

4.根据权利要求1所述的一种新型辅助加热激光熔覆装置，其特征在于：所述第四运动机构包括第四驱动件(19)、沿所述底座(1)的第二方向固定安装在所述底座(1)中部的第四电动滑台(20)、滑动安装在所述第四电动滑台(20)上的第四滑块(21)，所述第四驱动件(19)固定安装在所述第四电动滑台(20)一端；

所述平行滑台气缸包括气缸滑台(22)、两个滑动安装在所述气缸滑台(22)上的气缸滑块(23)、两个对向固定安装在所述气缸滑块(23)上的L型安装块(24)，所述气缸滑台(22)沿所述底座(1)的第一方向固定安装在所述第四滑块(21)上，两个所述弧形加热板(25)对向固定安装在所述L型安装块(24)顶部。