[实用新型]一种激光熔覆设备

说明书

技术领域

本实用新型一种激光熔覆设备属于激光熔覆技术领域，具体涉及一种基于西门子控制单元的激光熔覆设备。

背景技术

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光照射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、与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料，因此，世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视。

目前的情况是现有技术中，机器人、激光器以及送粉机的各项指标，或者直接采用额定激光功率和固定的送分速度来完成激光融覆工艺；采用分别对机器人、激光器和送粉机进行控制，会使系统复杂、操作繁琐，直接固定额定功率和送粉速度，会使加工质量较差，无法满足高精度的加工。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，旨在提供一种结构简单，经济实用，且基于西门子控制单元的激光熔覆设备，该设备可以根据机器人末端执行器的速度自动调节激光功率、送粉量，更好的控制熔覆工艺的加工质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种激光熔覆设备，包括二维机床，所述二维机床的加工工作台上设置有加工轨道，所述加工轨道包括X轴轨道和设置在X轴轨道两端的Y轴轨道，两根Y轴轨道均与X轴轨道垂直设置，所述加工轨道上安装有焊接机构，焊接机构可在加工轨道上运动，直接利用二维机床实现多维切割/焊接，结构简单，价格低廉。焊接机构通过设置在二维机床上的电气柜控制，电气柜包括控制电柜和控制台，控制电柜用于完成工艺的各种控制功能和激光功率控制功能，控制台实现整机各种自动化控制。焊接机构包括激光头和焊接头，激光头与激光器之间通过激光线路相连，激光器为激光头提供焊接能量，激光头用于切割板材。焊接头与空压机之间通过供气管道相连，空压机为焊接头提供焊接用的气体，空压机通过设置在二维机床上的气动柜控制，气动柜满足激光切割和焊接工艺气体的工艺要求。焊接机构上还设置有控制焊接机构运动方向的机器手，机器手是加工部件的核心运动部分，满足三维切割/焊接的各种轴运动，机器手通过机器手电柜控制，实现机器手的移动及二维机床的8轴联动功能。所述焊接机构上还设置有焦点发射器，所述焦点发射器的红光发射头与激光头的发射方向相同，焦点发射器用来调焦红光，满足焊接时的焦点找寻，方便判断切割/焊接位置。二维机床上还通过管道连接有水冷机，水冷机用于冷却工作时的温度，避免工作间过热。

其中，激光头上还设置有送粉口，所述送粉口与送粉器通过管道相连通，激光器的能量输出通过设置在二维机床上的控制单元控制，送粉器的粉料输出也通过设置在二维机床上的控制单元控制，机器手的运动也通过设置在二维机床上的控制单元控制。控制单元为西门子控制单元，西门子控制单元通过总线与机器手进行通讯，西门子控制单元分别与激光器和送粉器通过总线相连，发出指令信号控制激光器和送粉器。使设备形成了一个全闭环的熔覆设备，使设备的自动化程度很大程度的满足了熔覆的工艺和质量要求。

其中，激光器与调节激光器稳定性的稳压电源相连，提高机床及激光器的电源稳定性。

其中，水冷机的出水口与焊接机构平行设置，水冷机的出水口朝向与激光器的发射口同向设置，水冷机的出水口朝向与焊接头的发射口同向设置。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本实用新型基于二维机床床身，机器人在二维床身固定，二维机床的运动和机器手构成八轴联动机构，这样设备的工作幅面大大增加，而且设备的成本也将大幅减少，该八轴联动的切割、焊接设备的灵活度比数控三维的五轴联动要灵活的多，同时比六轴联动的机器人的工作幅面大大增加。另外，通过西门子控制单元对激光源和切割气体进行实时控制，满足焊接头/激光头的激光功率、激光出光形式和切割/焊接气体的需求，并和八轴联动的运动部分形成一个整体，从而达到大幅面、高精度、八轴联动的激光切割、激光焊接设备。该实用新型完美解决了目前实际工作当中的幅面问题，同时运动性能也提升不少。

二、在本实用新型中，西门子控制平台功能强大，而且稳定性很好，能保证设备的稳定性和功能拓展。本控制通过总线形式将设备与控制以及激光器完美结合，形成一个大的闭环结构，这样很大程度的解决了自动化熔覆功能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。