CN204058594U - 一种五轴联动式激光精细熔覆设备 - Google Patents

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邢飞
梁绘昕
钟遥
王林
石磊
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Nanjing Zhongke Raycham Laser Technology Co Ltd
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NANJING RAYCHAM LASER TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种五轴联动式激光精细熔覆设备，包括工件平台、熔覆头以及驱动装置，其特征在于：所述的驱动装置包括基座以及设置在基座上的三轴直线驱动机构和二维旋转驱动机构，所述的熔覆头设置在三轴直线驱动机构上，所述的工件平台设置在所述的二维旋转驱动机构上。与普通的金属熔覆设备相比，本实用新型公开了一种新型的多轴激光精细熔覆设备，采用五轴联动式控制来实现复杂精密零件的强化和熔覆，特别是在复杂零件的修复方面，能够有效的控制修复的精度。此外，本实用新型提供的设备突破了传统的激光熔覆设备三轴联动外加变位机方式在运动扫描轨迹上的局限性，利用精细熔覆头可以使零件实现几净成形修复和零件表面的高精度强化。

Description

一种五轴联动式激光精细熔覆设备
技术领域
    本发明涉及一种激光精细熔覆设备，尤其涉及一种使用光纤激光器并采用同轴方式送粉的五轴联动式激光精细熔覆设备。
背景技术
激光熔覆是一种利用高功率激光熔化具有自熔性的金属粉末，对零件进行表面强化或快速修复的技术。这种技术在修复材料昂贵加工困难的大型金属零件的修复和强化上有着明显的优势，但是我们也不能忽视其在修复加工困难的小型复杂零件上的能力。
普通的熔覆设备的光斑过大，能量密度过大，只能进行平面或者类平面的熔覆，不适合修复具有复杂结构，特别是具有薄壁结构的零件，例如高级数的航空叶片。
因此精细熔覆技术应运而生，精细熔覆要求设备能够进行复杂的曲面扫描，激光光斑细，能量集中并且功率适中，同轴送粉稳定，粉末汇聚性高，并且有较高的精度保证。
现有激光熔覆设备的机械结构可以总结为两种：三轴联动机床、六自由度工业机器人。对于三轴联动的激光熔覆设备，具有非常高的机械精度，但是只能熔覆较为简单的平面或类平面结构，对于大锥度的、型腔比较复杂的零件很难实现熔覆修复或者强化；而对于六自由度机器人，难以保证较高的机械精度，而且一般做多实现到五轴运动，造成较大的成本浪费。
发明内容
针对上述的问题，本发明提供了一种五轴连动式激光精细熔覆设备。该设备可以用于实现复杂零件的精密修复和高精度表面强化。
本发明五轴连动式激光精细熔覆设备，包括工件平台、熔覆头以及驱动装置，其特征在于：所述的驱动装置包括基座以及设置在基座上的三轴直线驱动机构和二维旋转驱动机构，所述的熔覆头设置在三轴直线驱动机构上，所述的工件平台设置在所述的二维旋转驱动机构上。
所述的三轴直线驱动机构包括x轴直线驱动机构、y轴直线驱动机构以及z轴直线驱动机构，所述的基座包括基底和立柱，所述的z轴直线驱动机构位于所述的立柱上，所述的x轴直线驱动机构位于所述的基底上，所述的y轴直线驱动机构位于所述的x轴直线驱动机构上，所述的熔覆头固定在所述的z轴直线驱动机构上，所述的二维旋转驱动机构固定在所述的y轴直线驱动机构上。
所述的三轴直线驱动机构包括x轴直线驱动机构、y轴直线驱动机构以及z轴直线驱动机构，所述的基座包括基底和立柱，所述的z轴直线驱动机构位于所述的立柱上，所述的y轴直线驱动机构位于所述的z轴直线驱动机构上，所述的x轴直线驱动机构位于所述的基底上，所述的熔覆头固定在所述的y轴直线驱动机构上，所述的二维旋转驱动机构固定在所述的x轴直线驱动机构上。
所述的三轴直线驱动机构包括x轴直线驱动机构、y轴直线驱动机构以及z轴直线驱动机构，所述的基座包括基底和立柱，所述的z轴直线驱动机构位于所述的立柱上，所述的y轴直线驱动机构位于所述的z轴直线驱动机构上，所述的x轴直线驱动机构位于所述的y轴直线驱动机构上，所述的熔覆头固定在在所述的x轴直线驱动机构上，所述的二维旋转驱动机构固定在所述的基底上。
本发明实现五轴联动控制的机械运动结构包括实现x、y、z三根轴运动的导轨丝杠运动组块，还有实现B、C轴转动的二维转台。利用专用夹具讲待修复或强化的零件安装在二维转台上面，同轴送粉精细熔覆头相对于转台运动实现x、y、z三个方向上的直线运动，二维转台相对于打印头实现B、C方向上的旋转运动，这样就可以实现对金属零件的五轴联动式熔覆。
与普通的金属熔覆设备相比，本发明公开了一种新型的多轴激光精细熔覆设备，采用五轴联动式控制来实现复杂精密零件的强化和熔覆，特别是在复杂零件的的修复方面，能够有效的控制修复的精度。此外，本发明提供的设备突破了传统的激光熔覆设备三轴联动外加变位机方式在运动扫描轨迹上的局限性，利用精细熔覆头可以使零件实现几净成形修复和零件表面的高精度强化。
附图说明
图1是本发明装置实施例一结构示意图；
图2是本发明装置实施例二结构示意图；
图3是本发明装置实施例三结构示意图；
其中：1、工件平台，2、熔覆头，3基座，31、基底，32、立柱，4、x轴直线驱动机构，5、y轴直线驱动机构，6、z轴直线驱动机构，7、二维旋转驱动机构。
具体实施方式
   下面结合附图，对本发明作详细说明：
本发明五轴连动式激光精细熔覆设备，包括工件平台、熔覆头以及驱动装置，驱动装置包括基座以及设置在基座上的三轴直线驱动机构和二维旋转驱动机构，熔覆头设置在三轴直线驱动机构上，工件平台设置在二维旋转驱动机构上。
实施例一
如图1所示。这种方式就是熔覆头相对于机床床身，只进行z轴方向的运动，二维转台相对于机床床身进行x、y轴方向的运动，自身实现B、C轴方向的转动。
实施例二
如图2所示。这种方式就是熔覆头相对于机床床身，进行z、y轴方向的运动，二维转台相对于机床床身只进行x轴方向的运动，自身实现B、C轴方向的转动。
实施例三
如图3所示。这种方式就是熔覆头相对于机床床身，进行x、y、z轴方向的运动，二维转台相对于机床床身不进行直线运动，自身实现B、C轴方向的转动。

Claims (4)

1.一种五轴联动式激光精细熔覆设备，包括工件平台、熔覆头以及驱动装置，其特征在于：所述的驱动装置包括基座以及设置在基座上的三轴直线驱动机构和二维旋转驱动机构，所述的熔覆头设置在三轴直线驱动机构上，所述的工件平台设置在所述的二维旋转驱动机构上。
2.根据权利要求1所述的五轴联动式激光精细熔覆设备，其特征在于：所述的三轴直线驱动机构包括x轴直线驱动机构、y轴直线驱动机构以及z轴直线驱动机构，所述的基座包括基底和立柱，所述的z轴直线驱动机构位于所述的立柱上，所述的x轴直线驱动机构位于所述的基底上，所述的y轴直线驱动机构位于所述的x轴直线驱动机构上，所述的熔覆头固定在所述的z轴直线驱动机构上，所述的二维旋转驱动机构固定在所述的y轴直线驱动机构上。
3.根据权利要求1所述的五轴联动式激光精细熔覆设备，其特征在于：所述的三轴直线驱动机构包括x轴直线驱动机构、y轴直线驱动机构以及z轴直线驱动机构，所述的基座包括基底和立柱，所述的z轴直线驱动机构位于所述的立柱上，所述的y轴直线驱动机构位于所述的z轴直线驱动机构上，所述的x轴直线驱动机构位于所述的基底上，所述的熔覆头固定在所述的y轴直线驱动机构上，所述的二维旋转驱动机构固定在所述的x轴直线驱动机构上。
4.根据权利要求1所述的五轴联动式激光精细熔覆设备，其特征在于：所述的三轴直线驱动机构包括x轴直线驱动机构、y轴直线驱动机构以及z轴直线驱动机构，所述的基座包括基底和立柱，所述的z轴直线驱动机构位于所述的立柱上，所述的y轴直线驱动机构位于所述的z轴直线驱动机构上，所述的x轴直线驱动机构位于所述的y轴直线驱动机构上，所述的熔覆头固定在在所述的x轴直线驱动机构上，所述的二维旋转驱动机构固定在所述的基底上。
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