[发明专利]一种超声振动多维影响激光熔覆设备及方法

权利要求书

1.一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：包括机架以及安装在机架上的机械手部件、熔覆卡盘部件、耦合超声系统部件以及转台系统部件，还包括控制柜；机械手部件设有熔覆头，熔覆头能做多维运动，所述耦合超声系统部件一端与转台系统部件相连，另一端与熔覆卡盘部件相连，熔覆卡盘部件设有熔覆件，耦合超声系统部件带动熔覆件做超声复合振动，转台系统部件带动熔覆件旋转；控制柜电气相连并控制机械手部件、耦合超声系统部件以及转台系统部件。

2.根据权利要求1所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述机械手部件包括机械手系统与熔覆头；机械手系统一端通过自身底座固定在机架上表面，熔覆头为同轴激光熔覆头，熔覆头固定在机械手系统另一端。

3.根据权利要求1所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述熔覆卡盘部件包括开槽卡盘、熔覆件与卡具；熔覆件放置在开槽卡盘上方，通过卡具固定。

4.根据权利要求3所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述开槽卡盘中部上表面开十字贯穿的T型槽，开槽卡盘设有多个爪，每个爪上表面均设有T型槽。

5.根据权利要求1所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述耦合超声系统部件包括紧固螺栓、变幅杆、换能器、横向换能器支撑筒、侧向支架与纵向换能器支撑筒；变幅杆与纵向换能器支撑筒相连，紧固螺栓安装在变幅杆上，侧向支架固定在纵向换能器支撑筒上，横向换能器支撑筒固定在侧向支架上，横向换能器支撑筒与变幅杆相连；换能器安装在横向换能器支撑筒与纵向换能器支撑筒内。

6.根据权利要求5所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述变幅杆端部设有环形凹槽，紧固螺栓放置在凹槽内，耦合超声系统通过紧固螺栓与熔覆卡盘部件相连。

7.根据权利要求1所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述转台系统部件包括转盘、角度测量传感器、蜗轮、蜗杆、齿轮与动力系统；角度传感器安装在转盘上，转盘与蜗轮同轴，蜗轮与蜗杆配合，动力系统通过齿轮带动蜗轮旋转，进而带动转盘旋转。

8.根据权利要求1所述的一种超声振动多维影响激光熔覆设备，其特征在于：所述机架包括定位销、底座与散热系统；底座为箱式结构，散热系统安装在箱壁上，定位销固定在底座上表面；底座通过定位销与熔覆卡盘部件相连。

9.一种基于权利要求1所述设备的熔覆方法，其特征在于，具体包括：将熔覆件夹紧于开槽卡盘表面，实现对熔覆基体的固定，机械手系统带动熔覆头完成指定动作，在熔覆基体上形成任意方向的熔覆道；

与此同时转台系统部件带动熔覆件进行指定角度的旋转，耦合超声系统部件的变幅杆带动开槽卡盘及其上熔覆件进行指定振幅、相位的复合振动，进而将定量化的超声复合振动源的影响以指定角度施加给熔覆基体上形成的熔覆道；

最终完成对熔覆件的指定方向、振幅、相位的多维超声振动影响，实现对熔覆层表面微观形貌、内部微观组织的多维影响可控。