一种应用工业机器人的激光熔覆设备制造技术

本发明专利技术涉及激光熔覆设备技术领域，尤其涉及一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法，解决了现有技术中的利用激光熔覆头对工件熔覆加工时容易产生气孔的问题，包括工作台、第一卡盘、第二卡盘、摆动器、激光器和熔覆头，所述工作台的上部设置有置物板，所述工作台上部还焊接设置有第一固定架，所述第一固定架上开设固定孔，并螺栓固定设置有安装壳，第一电机的输出轴通过联轴器传动连接有第一连接转盘，本发明专利技术通过机器人对熔覆设备进行操作，在利用第一卡盘和第二卡盘对轴类工件固定后，或者利用固定夹板和活动夹板对板状类工件固定后，通过送粉器送出的粉料置于工件上后，利用激光器控制的激光熔覆头，对工件进行激光熔覆加工。

A Laser Cladding Equipment Applied to Industrial Robot

【技术实现步骤摘要】
一种应用工业机器人的激光熔覆设备
本专利技术涉及激光熔覆设备
，尤其涉及一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法。
技术介绍
激光熔覆是指通过不同的添料方式将所选择的涂层材料放置在被熔覆基体表面，经高能密度激光束辐照，使之与基体表面薄层同时熔化，并快速凝固形成稀释率极低，且与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善金属表面性能的工艺方法。目前利用工业上常用的铁基合金熔覆粉末所得的激光熔覆层能够具有较高的硬度、耐磨性。在快速融化和凝固过程中，熔覆层由于热收缩的原因会产生残余拉伸应力，使熔覆层疲劳强度下降，甚至产生微观及宏观裂纹。目前降低熔覆层残余应力的主要方法有减小温度梯度、在熔覆材料中加入增塑、增韧元素、超声波振动等，但这些方法均需要增加额外工序，大大增加了成本，而且这些方法也不能完全阻止裂纹的产生，缺乏相应的理论突破。激光熔覆层中的气孔是常见缺陷，对熔覆层的质量有较大影响，产生气孔的原因较多，例如，采用粘结法预置涂层材料时，如果粘结剂选择不当，很容易产生激光熔覆气孔。即使在自动送粉的情况下，对于高碳合金、铜合金、铝合金等的激光熔覆，也容易出现熔覆层气孔。因此，提出一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的利用激光熔覆头对工件熔覆加工时容易产生气孔的缺点，而提出的一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种应用工业机器人的激光熔覆设备，包括工作台、第一卡盘、第二卡盘、摆动器、激光器和熔覆头，所述工作台的上部设置有置物板，所述工作台上部还焊接设置有第一固定架，所述第一固定架上开设固定孔，并螺栓固定设置有安装壳，所述安装壳的内腔中设置有第一电机，且第一电机的输出轴通过联轴器传动连接有第一连接转盘，第一连接转盘与第一卡盘固定相连，所述第一卡盘的对立端设置有第二卡盘，所述第二卡盘通过固定相连的第二连接转盘设置有第二电机，且第二电机的一侧螺栓固定有第三电动推杆，所述第三电动推杆通过承接架与第二固定架相连接；所述第一固定架和所述第二固定架之间焊接固定有承重杆，且承重杆的外部螺栓固定有承重块，所述承重块的下部固定安装有液压缸，液压缸的活动缸体底部连接有摆动器，所述摆动器的一侧安装有激光器，激光器的底部设置有熔覆头，熔覆头上连接有出粉管。优选的，所述置物板的上部螺栓固定有固定夹板，且置物板与固定夹板相互平行的上部还设置有活动夹板，活动夹板的一侧连接有电动伸缩杆。优选的，所述第一卡盘的表面开设有三个阵列分布的通孔，并均螺栓固定安装有第一电动推杆，第一电动推杆的活动杆体端连接有第一卡板。优选的，所述第二固定架背向所述第一固定架的侧壁焊接有承接架，且承接架的竖截面呈“7”状，承接架上安装有第三电动推杆。优选的，所述第三电动推杆的活动杆体端与第二电机相连接，且第二电机的输出端通过联轴器与第二连接转盘相连接。优选的，所述第二卡盘的空腔中通过第二电动推杆连接设置有第二卡板，且第二卡盘和所述第一卡盘的空腔相互贯通。优选的，所述出粉管的一端法兰固定在送粉器底部开设的出粉孔上，且送粉器的上部开设通孔并法兰固定有注料料斗。一种应用工业机器人的激光熔覆设备的使用方法，包括以下步骤：S1：将操作熔覆设备的机器人连接机器人控制系统，通过机器人控制系统设置机器人的空间运动位置、动作的时间、姿态和轨迹及操作顺序，利用机器人运行的关键技术，实现利用机器人对激光熔覆设备的安全操作；S2：通过控制机器人对激光熔覆设备进行操作，通过对第一固定架上安装的控制面板进行操作，将需要进行激光熔覆的工件，安装在第一卡盘和第二卡盘之间，并控制第一电机和第二电机的同时运转，带动第一卡盘、第二卡盘和夹持工件的运转；S3：通过控制机器人对激光熔覆设备进行操作，通过对第一固定架上安装的控制面板进行操作，将需要进行激光熔覆的工件，放置在置物板上，并使工件置于固定夹板和活动夹板之间，实现对板状工件的固定夹持；S4：通过对第二固定架上安装的控制面板进行操作，控制出粉管连接的抽取泵的启动，使送粉器内的粉末流动至熔覆头内；S5：设定激光束和交变磁场的工艺参数，打开激光器，使激光熔覆头的激光束聚焦在工件表面，并控制液压缸的伸缩，带动激光熔覆头的移动，使激光熔覆头将激光熔覆材料送至工件表面的同时对工件进行激光熔覆加工，得到激光熔覆后的工件；S6：在工件激光熔覆加工结束后，控制机器人将控制激光器电源关闭，停止熔覆设备的运转。优选的，所述激光熔覆材料选择为镍基、钴基、铁基合金或碳化钨复合材料中的一种。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术，利用第一卡盘和第二卡盘对需要固定的轴类工件进行稳定夹持，提高了对需要激光熔覆工件加工的操作方便性，且保证了对工件夹持运转过程中的安全性。2、本专利技术，利用激光熔覆头使送粉与激光熔覆为一体，降低了对工件激光熔覆时表面气孔的产生，保证了对工件熔覆加工的表面质量。综上所述，本专利技术通过机器人对熔覆设备进行操作，在利用第一卡盘和第二卡盘对轴类工件固定后，或者利用固定夹板和活动夹板对板状类工件固定后，通过送粉器送出的粉料置于工件上后，利用激光器控制的激光熔覆头，对工件进行激光熔覆加工。附图说明图1为本专利技术提出的一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法的前视结构示意图；图2为本专利技术提出的一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法的第一卡板和第二卡板连接结构的俯视结构示意图；图3为本专利技术提出的一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法的固定夹板和活动夹板的俯视结构示意图；图4为本专利技术提出的一种应用工业机器人的激光熔覆设备及使用方法的第一卡盘的右视结构示意图。图中：1工作台、2置物板、3第一卡盘、31第一电动推杆、32第一卡板、4第一连接转盘、5第一电机、6安装壳、7第一固定架、8承重杆、9承重块、10摆动器、11抽取泵、12出粉管、13送粉器、14第二固定架、15激光器、16熔覆头、17第二连接转盘、171第二卡板、172第二电动推杆、18第二电机、19第三电动推杆、20电动伸缩杆、21活动夹板、22固定夹板、23液压缸、24第二卡盘。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例：参照图1-4，一种应用工业机器人的激光熔覆设备，包括工作台1、第一卡盘3、第二卡盘24、摆动器10、激光器15和熔覆头16，工作台1上部还焊接设置有第一固定架7，第一固定架7上开设固定孔，并螺栓固定设置有安装壳6，安装壳6的内腔中设置有第一电机5，且第一电机5的输出轴通过联轴器传动连接有第一连接转盘4，第一连接转盘4与第一卡盘3固定相连，第一卡盘3的对立端设置有第二卡盘24，第二卡盘24通过固定相连的第二连接转盘17设置有第二电机18，且第二电机18的一侧螺栓固定有第三电动推杆19，第三电动推杆19通过承接架与第二固定架14相连接，第二固定架14背向第一固定架7的侧壁焊接有承接架，且承接架的竖截面呈“7”状，承接架上安装有第三电动推杆19，第三电动推杆19的活动杆体端与第二电机18相连接，且第二电机18的输出端通过联轴器与第二连接转盘17相连接；其中，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用工业机器人的激光熔覆设备，包括工作台(1)、第一卡盘(3)、第二卡盘(24)、摆动器(10)、激光器(15)和熔覆头(16)，其特征在于，所述工作台(1)的上部设置有置物板(2)，所述工作台(1)上部还焊接设置有第一固定架(7)，所述第一固定架(7)上开设固定孔，并螺栓固定设置有安装壳(6)，所述安装壳(6)的内腔中设置有第一电机(5)，且第一电机(5)的输出端通过联轴器传动连接有第一连接转盘(4)，第一连接转盘(4)与第一卡盘(3)固定相连，所述第一卡盘(3)的对立端设置有第二卡盘(24)，所述第二卡盘(24)通过固定相连的第二连接转盘(17)设置有第二电机(18)，且第二电机(18)的一侧螺栓固定有第三电动推杆(18)，所述第三电动推杆(19)通过承接架与第二固定架(14)相连接；所述第一固定架(7)和所述第二固定架(14)之间焊接固定有承重杆(8)，且承重杆(8)的外部螺栓固定有承重块(9)，所述承重块(9)的下部固定安装有液压缸(23)，液压缸(23)的活动缸体底部连接有摆动器(10)，所述摆动器(10)的一侧安装有激光器(15)，激光器(15)的底部设置有熔覆头(16)，熔覆头(16)上连接有出粉管(12)。...

【技术特征摘要】
1.一种应用工业机器人的激光熔覆设备，包括工作台(1)、第一卡盘(3)、第二卡盘(24)、摆动器(10)、激光器(15)和熔覆头(16)，其特征在于，所述工作台(1)的上部设置有置物板(2)，所述工作台(1)上部还焊接设置有第一固定架(7)，所述第一固定架(7)上开设固定孔，并螺栓固定设置有安装壳(6)，所述安装壳(6)的内腔中设置有第一电机(5)，且第一电机(5)的输出端通过联轴器传动连接有第一连接转盘(4)，第一连接转盘(4)与第一卡盘(3)固定相连，所述第一卡盘(3)的对立端设置有第二卡盘(24)，所述第二卡盘(24)通过固定相连的第二连接转盘(17)设置有第二电机(18)，且第二电机(18)的一侧螺栓固定有第三电动推杆(18)，所述第三电动推杆(19)通过承接架与第二固定架(14)相连接；所述第一固定架(7)和所述第二固定架(14)之间焊接固定有承重杆(8)，且承重杆(8)的外部螺栓固定有承重块(9)，所述承重块(9)的下部固定安装有液压缸(23)，液压缸(23)的活动缸体底部连接有摆动器(10)，所述摆动器(10)的一侧安装有激光器(15)，激光器(15)的底部设置有熔覆头(16)，熔覆头(16)上连接有出粉管(12)。2.根据权利要求1所述的一种应用工业机器人的激光熔覆设备，其特征在于，所述置物板(2)的上部螺栓固定有固定夹板(22)，且置物板(2)与固定夹板(22)相互平行的上部还设置有活动夹板(21)，活动夹板(21)的一侧连接有电动伸缩杆(20)。3.根据权利要求1所述的一种应用工业机器人的激光熔覆设备，其特征在于，所述第一卡盘(3)的表面开设有三个阵列分布的通孔，并均螺栓固定安装有第一电动推杆(31)，第一电动推杆(31)的活动杆体端连接有第一卡板(32)。4.根据权利要求1所述的一种应用工业机器人的激光熔覆设备，其特征在于，所述第二固定架(14)背向所述第一固定架(7)的侧壁焊接有承接架，且承接架的竖截面呈“7”状，承接架上安装有第三电动推杆(19)。5.根据权利要求4所述的一种应用工业机器人的激光熔覆设备，其特征在于，所述第三电动推杆(19)的活动杆体端与第二电机(18)相连接，且第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张觉灵，杨海西，刘博，张华，赵景飞，郄晓静，程业，
申请(专利权)人：河北敬业增材制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13