CN205635772U - 一种激光熔覆移动平台 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种激光熔覆移动平台，包括移动平台，所述移动平台上装配有激光器、送粉器、加工平台、发电机、配电柜和PLC控制***，所述激光熔覆移动平台还包括自行机械臂，所述自行机械臂包括多自由度机械臂和履带式移动车，所述多自由度机械臂安装在所述履带式移动车上；所述多自由度机械臂末端安装有激光熔覆头，所述激光器通过光纤向所述激光熔覆头输入激光，所述送粉器通过送粉管连接激光熔覆头，发电机通过配电柜为所有设备提供电源，PLC控制***控制各个设备工作。本实用新型激光熔覆移动平台的机械臂可使用履带独立移动，能更好的适应现场复杂环境，具有移动方便和加工方式灵活的特点。

Description

一种激光熔覆移动平台
技术领域
本实用新型属于激光应用技术领域，具体涉及一种激光熔覆移动平台，适用于高附加值、精密或大型零部件的表面熔覆及修复工作。
背景技术
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
激光熔覆技术具有诸多优良特性，其加工的冷却速度快，属于快速凝固过程，容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相；其涂层稀释率低，与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控；其热输入和畸变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内；其涂层粉末选择几乎没有任何限制，特别适于在低熔点金属表面熔敷高熔点合金；其熔覆层的厚度范围大，并能进行选区熔敷，激光束可瞄准难以接近的区域进行熔敷加工，具有卓越的性能价格比，工艺过程易于实现自动化。
上述优点使激光熔覆成为当前一种理想的零件修复加工方法。但加工对象与现场环境可能对激光熔覆的使用造成障碍，如发电机、汽轮机转子轴、飞机汽轮机叶片等大型设备和零部件，因其巨大的体积与重量，移动不便且运输成本很高；另外，还有装卸麻烦或难以装卸零件的修复、不宜运输的精密零件的修复或只允许在现场加工的保密零件的修复等应用场合，理想的修复方法需要把激光熔覆设备运输到现场进行操作，为了方便移动并能适应现场各种工作环境，对激光熔覆设备的灵活性和便利性提出了更高的要求。
现有技术中，中国专利文献申请号200520090374.3的公开了一种移动式激光加工***，将激光发生器和激光加工机保持在同意台架上各自的安装座里，台架的支柱备有上下调节机构，使激光发生器和激光加工机保持在同一水平上。该发明提供了一结构简单、装拆方便的熔覆式激光加工机，但并未涉及运动、控制部分以及***的其它部分。中国专利文献申请号200810000660.4公开了一种移动式激光修复设备，该设备使用多自由度机械臂带动激光器，设备各组件均布置于作为移动承载体的汽车上，虽然便于运输，但加工时设备组件的使用仍不够方便灵活。中国专利文献申请号201310016660.4所公开的移动式激光熔覆及修复***，将设备组件整体设置于移动平台上，且在组件中增加了变位机作为加工平台，使修复操作更加方便灵活，但设备构成仍有改进的空间。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种运输与修复操作更加方便灵活的激光熔覆移动平台，特别适合在环境复杂的现场对零件进行表面熔覆和修复工作。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种激光熔覆移动平台，包括移动平台，所述移动平台上装配有激光器、送粉器、加工平台、供电***和PLC控制***，所述激光熔覆移动平台还包括自行机械臂，所述自行机械臂包括多自由度机械臂和履带式移动车，所述多自由度机械臂安装在所述履带式移动车上；多自由度机械臂末端安装有激光熔覆头，所述激光器通过光纤向所述激光熔覆头输入激光，所述送粉器通过送粉管连接激光熔覆头。
优选地，所述供电***包括发电机和配电柜，可无需依赖外部电源为激光熔覆移动平台供电。
优选地，所述移动平台上还装配有用于冷却所述激光器的水冷机，以免温度过高造成激光器损坏。
优选地，所述加工平台为变位机。
优选地，所述多自由度机械臂为六轴控制机械臂。
优选地，所述多自由度机械臂通过液压横梁底座安装在所述履带式移动车上。
优选地，所述履带式移动车后部安装有液压立柱。
优选地，所述激光熔覆头通过法兰盘固定在所述多自由度机械臂上。
优选地，所述PLC控制***的操作界面安装在所述履带式移动车上。
本实用新型激光熔覆移动平台具有移动方便和加工方式灵活的特点，可独立移动的机械臂使设备对现场的复杂环境具有了更强的适应性，并可配合多种加工对象提供不同的加工方式。
附图说明
图1为本实用新型激光熔覆移动平台结构布局示意图；
图2为本实用新型自行机械臂结构正视图；
图3为图2自行机械臂结构俯视图。
1：移动平台；2：自行机械臂；21：六轴控制机械臂；221：激光熔覆头；22：履带式移动车；222：液压立柱；3：激光器；31：光纤；4：送粉器；41：送粉管；5：加工平台；61：发电机；62：配电柜；7：水冷机；71：水管。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型做进一步说明，以便更好地理解本实用新型。
本实施例移动平台1上布置的设备如图1所示，包括激光器3、水冷机7、送粉器4、加工平台5、发电机61、配电柜62和自行机械臂2。
自行机械臂2具体结构如图2和图3所示，多自由度机械臂安装在履带式移动车22上；本实施的多自由度机械臂采用工业中常用的六轴控制机械臂21，六轴控制机械臂21通过液压横梁底座安装在所述履带式移动车22上，使机械臂在操作过程中更稳定；激光熔覆头221通过法兰盘固定在六轴控制机械臂21末端；通过PLC控制***编程控制机械臂运动，从而完成激光熔覆工艺扫描路径；PLC控制***的操作界面安装在履带式移动车22上，履带式移动车22上可以手动操推动行走，也可以通过PLC控制***输出信号控制其运动行走；履带式移动车22后部装有液压立柱222，液压立柱222可以升降，用于捆扎连接其它设备的线缆和管道。自行机械臂2采用的履带式移动车22可以很好的应对现场加工地势不平、地面杂物多等不利状况，比轮式车具有更强的适应恶劣环境的能力。
激光器3通过光纤31向激光熔覆头221输入激光，激光器3和水冷机7通过水管71连接在一起，水冷机7保证激光器3内部元器件及光纤头的温度恒定，以免温度过高造成激光器损坏；通常在激光熔覆头221下端固定，送粉器4通过送粉管41连通至激光熔覆头221上的同轴送粉头，送粉器通过送粉管持续输送用于熔覆的粉末材料，同轴送粉头的粉末流汇聚至激光熔覆头221发出的激光的聚焦位置；本实施例中加工平台5采用变位机，可在此加工平台5上进行中小件的激光熔覆实验或加工；发电机61和配电柜62相连，发电机61可在无外接电源的情况下为设备持续供电；配电柜62连接激光器3、自行机械臂2、送粉器4、水冷机7等用电设备，为这些设备提供电源；通过PLC控制***将激光熔覆移动平台各设备集成为一体，工作时由PLC控制***向各设备发送控制指令。
除自行机械臂2外，上述所有设备均装配在移动平台1上面，构成可移动的整体结构；自行机械臂2可在连接限制的范围内根据加工需要自由移动，运输时也可放置移动平台1上，通过车辆运载移动平台1移动，即可机动灵活的将全部设备搬运到需要熔覆或者修复的现场，可大大节约时间和运输成本。
本实施例的激光熔覆移动平台特别适合用于各种设备与零件的现场修复，使用时用汽车将移动平台1运输到现场修复地点，如果修复独立的或可拆卸的小型零件，可以直接将小型零件装夹在加工平台5上，加工平台5可以根据加工零件的需要进行更改，可以使用变位机等不同的加工平台；如果修复的是大型设备与零件或不宜拆卸的零件时，需要将自行机械臂2移动到可以进行激光修复的位置；调节六轴控制机械臂21使其调整好方位，将激光熔覆头221对准要修复的位置；启动发电机61和配电柜62，打开水冷机7、激光器3等设备；调节激光器3程序，在激光器3没有报警的前提下，调节激光功率、扫描速度、送粉量、保护气流量等激光熔覆工艺参数，确定最佳工艺参数后，开始现场激光熔覆加工。
应理解，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本实用新型的内容并据以实施，并非具体实施方式的穷举，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1. 一种激光熔覆移动平台，包括移动平台(1)，所述移动平台(1)上装配有激光器(3)、送粉器(4)、加工平台(5)、供电***和PLC控制***，其特征在于：
所述激光熔覆移动平台还包括自行机械臂(2)，所述自行机械臂(2)包括多自由度机械臂和履带式移动车(22)，所述多自由度机械臂安装在所述履带式移动车(22)上；多自由度机械臂末端安装有激光熔覆头(221)，所述激光器(3)通过光纤(31)向所述激光熔覆头(221)输入激光，所述送粉器(4)通过送粉管(41)连接激光熔覆头(221)。
2.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述供电***包括发电机(61)和配电柜(62)。
3.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述移动平台(1)上还装配有用于冷却所述激光器(3)的水冷机(7)。
4.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述加工平台(5)为变位机。
5.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述多自由度机械臂为六轴控制机械臂(21)。
6.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述多自由度机械臂通过液压横梁底座安装在所述履带式移动车(22)上。
7.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述履带式移动车(22)后部安装有液压立柱(222)。
8.根据权利要求1所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述激光熔覆头(221)通过法兰盘固定在所述多自由度机械臂上。
9.根据权利要求1至8任一项所述的激光熔覆移动平台，其特征在于：所述PLC控制***的操作界面安装在所述履带式移动车(22)上。
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