[实用新型]一种锥面杠杆式结构粉末汇聚点可调的激光同轴送粉喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锥面杠杆式结构粉末汇聚点可调的激光同轴送粉喷嘴。

背景技术

随着激光熔覆技术的不断发展和工业用途的增加，加工零件的几何形状越来越复杂。在加工过程中，熔覆轨迹的宽度往往需要改变。在加工过程中，通过直接在竖直方向移动激光熔覆头，改变激光光束焦点的位置，从而改变工件表面光斑的大小，在线改变熔覆轨迹宽度。普通的激光同轴送粉喷嘴并不能在线实时根据激光光束焦点的位置调整粉末汇聚点位置，粉末汇聚点会偏离加工零件平面，不能实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层，成型效率、粉末汇聚性和粉末利用率不高，这无疑限制了激光熔覆技术的推广应用，需要一种经济、高效的结构来满足实际的需求。

发明内容

为克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种可在激光光束焦点位置改变时，同步调整粉末汇聚点的位置的连杆杠杆式粉末汇聚点可调的送粉喷嘴。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：

一种锥面杠杆式结构粉末汇聚点可调的激光同轴送粉喷嘴，包括熔覆头，所述熔覆头沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有激光出口；

所述熔覆头外设有送粉管，送粉管通过可调节送粉管与熔覆头之间的夹角的角度调节装置安装在熔覆头四周；送粉管的出口向下并向激光出口靠拢，且送粉管的中轴线的延长线与熔覆头的中轴线的延长线相交，以保证来自激光出口的激光与来自送粉管的出口的粉体汇聚；

所述角度调节装置包括可上下滑动地套设在熔覆头上的套筒，所述套筒呈空心的圆台状，且套筒沿竖直方向的横截面面积从上到下逐渐减小；所述套筒的一侧设有驱动套筒沿熔覆头外壁上下滑动的驱动装置，且所述套筒和所述熔覆头之间设有引导套筒仅沿竖直方向滑动的导向装置；送粉管位于所述套筒外，且所述送粉管靠近进口的一端可沿套筒外壁面上下滑动地设置套筒外壁面上，所述送粉管靠近出口的一端铰接在熔覆头上，所述送粉管的中间通过弹簧与熔覆头连接；

还包括中央控制器，所述中央控制器与驱动装置相连。

进一步，所述送粉管靠近进口的一端设有连杆，所述连杆的一端垂直固定在送粉管上，所述连杆的另一端可转动地设有滚轮，所述套筒外壁面上设有自套筒底部向套筒顶部延伸的滑槽，所述滚轮可滑动地设在在所述滑槽内；所述送粉管靠近出口的一端固定设有转动杆，所述熔覆头外壁上设有铰接座，所述转动杆与铰接座轴连接；所述弹簧位于连杆和转动杆之间，且弹簧的一端固定在送粉管上，另一端固定在熔覆头上。

进一步，所述驱动装置包括丝杠电机和丝杠螺母，所述丝杠电机位于套筒的上方，且丝杠电机的输出轴垂直向下，与所述输出轴相啮合的丝杠螺母固定在套筒上，所述中央控制器与丝杠电机相连。

进一步，所述丝杠电机通过支架固定在熔覆头的一侧，所述丝杠螺母通过连接板固定在套筒的顶面上，所述丝杠电机的输出轴穿过丝杠螺母并与丝杠螺母相啮合。

进一步，还包括提示装置，所述提示装置包括固定在所述支架上的光电位置传感器，所述光电位置传感器具有开口向下的光敏面，所述连接板上设有向上的挡板，所述挡板对准所述光电位置传感器的开口，所述开口位于所述挡板的运动轨迹上，且所述光电位置传感器与中央控制器相连，所述光电位置传感器将检测到的信号输送给中央控制器，中央控制器连接有报警器，当光电位置传感器检测到挡板进入所述开口内时，中央控制器驱动报警器动作。

进一步，所述光电位置传感器呈水平设置的U形，所述挡板呈L形，且所述挡板的水平面通过螺栓和螺母固定在连接板上。

进一步，所述导向装置包括相互配合的导向槽和导向键，所述导向槽竖直开设在套筒内壁上，所述导向键竖直固定在熔覆头外壁上，所述套筒沿所述导向键上下滑动。

进一步，所述套筒的外周边上等间距设有3个送粉管。

在激光光束焦点位置改变的同时，本实用新型通过角度调节装置调整送粉管的倾斜角度，以同步调整粉末汇聚点的位置，确保粉末汇聚点始终落在加工零件表面。

本实用新型还配置有包括U槽型光电位置传感器的提示装置，用于防止套筒超过行程时与熔覆头发生碰撞，也可以作为丝杠电机定位原点。采用提示装置在激光熔覆领域对实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层以及提高粉末汇聚性和利用率具有重要作用。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1.在改变激光离焦量的同时，本实用新型能实时动态调整粉末汇聚点，让粉末汇聚点始终落在加工零件表面，实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层且熔覆轨迹宽度可变。