激光熔敷加工装置以及其运转方法制造方法及图纸

提供结构更简单、能适当确定激光照射开始与金属粉末向加工部供给的时刻、且作为实机能长期稳定运转的激光熔敷加工装置及其运转方法。激光熔敷加工装置(A)具备：将金属粉末(S)向加工部(41)供给的粉末供给装置(10)、向加工部照射激光而使金属粉末熔融从而进行堆焊的激光照射装置(30)、以及控制机构(50)。粉末供给装置(10)具备差压计(22)，控制机构(50)将借助气体压力而被供给的金属粉末到达堆焊加工部时差压计(22)计测到的气体压力值作为初始值存储。在存储了所述初始值之后的运转过程中差压计(22)测定到与初始值相同的压力时，控制机构(50)以此时为基准时对激光照射装置发出激光照射的开始信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光熔敷加工装置及其运转方法。
技术介绍
例如，通过对内燃机用气缸盖的气门座部（加工部）一边从粉末供给装置供给金 属粉末一边从激光振荡器照射激光，对所供给的金属粉末进行堆焊加工，从而形成环状的 气门座。该加工方法一般被称为激光熔敷加工。在激光熔敷加工中，为了获得良好的堆焊 状态，适当地确定激光照射开始时与金属粉末向加工部供给的时刻这一情况十分重要，若 在熔敷开始点激光照射与金属粉末供给的时刻不当，则存在未熔敷、或与母材合金化而无 法以所希望的品质进行堆焊，成为不合格品的顾虑。 专利文献1中记载了用于解决该问题的方法的一个例子，该专利文献1所记载的 金属粉末供给开始时刻决定装置具备：到达时刻测定机构，所述到达时刻测定机构在未照 射实施堆焊焊接时所照射的激光的状态下测定从粉末供给机构供给的金属粉末到达堆焊 部位（加工部）的到达时刻；以及供给时刻决定机构，所述供给时刻决定机构基于所测定到 的到达时刻，决定相对于焊接时的激光的照射的、金属粉末的供给开始的时刻。具体而言， 在加工部设置用于检测粉末的到达时刻的由投光部与受光部构成的光学传感器，基于来自 该光学传感器的信号，决定相对于焊接时的激光的照射的、金属粉末的供给开始的时刻。 专利文献1 :日本特许第4026421号公报 如专利文献1所记载那样，对于在未照射激光的状态下测定从粉末供给机构供给 的金属粉末到达堆焊部位（加工部）的到达时刻，并基于所测定到的到达时刻决定金属粉 末的供给开始的时刻的方法，不会出现制造出品质差的产品而造成浪费的情况，具有能够 减少生产时间以及降低成本的优点。但是，由于将用于检测到达时刻的由投光部与受光部 构成的光学传感器设置于加工部，并且加工部即金属粉末熔融的部位的附近产生1000°c以 上的高温，因此难以适当地保持所设置的光学传感器。虽然通过远离产生热的加工点能够 避免因热而导致的损伤，但这样会产生计测误差。另外，还存在因激光的反射、散射光而导 致光学传感器受到破坏的顾虑。因此，这种方法难以作为实机使用。并且，基本上是决定相 对于焊接时的激光的照射的、金属粉末的供给开始的时刻，为了控制金属粉末的供给开始 的时刻而需要复杂的机构。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，本专利技术的课题在于提供一种结构更简单、能 够适当地确定激光照射与金属粉末向加工部的供给的时刻、并且作为实机能够长期稳定地 运转的激光熔敷加工装置及其运转方法。 基于本专利技术的激光熔敷加工装置的第1方式基本上至少具备：粉末供给装置，上 述粉末供给装置将金属粉末向加工部供给；激光照射装置，上述激光照射装置向上述加工 部照射激光而使上述金属粉末熔融从而进行堆焊；以及控制机构，上述激光熔敷加工装置 的特征在于，上述粉末供给装置具备：利用气体压力将金属粉末向上述加工部供给的机构、 和测定上述气体压力的气体压力测定机构，上述控制机构具备存储机构，上述存储机构将 借助上述气体压力而被供给的金属粉末到达上述加工部时的上述气体压力测定机构的测 定值作为初始值存储，上述控制机构当在存储了上述初始值之后的运转过程中上述气体压 力测定机构测定到与上述初始值相同的压力时判断为金属粉末到达上述加工部。 在基于本专利技术的激光熔敷加工装置中，最初，将借助气体压力而被供给的金属粉 末到达加工部时的气体压力测定机构的测定值作为初始值存储。金属粉末是否到达加工部 的判断可以借助适当的传感器进行，也可以目视观察进行。然后，在存储了上述初始值之后 的运转过程中，当气体压力测定机构测定到与上述初始值相同的压力时，控制机构判断为 金属粉末到达加工部。因而，在存储了上述初始值之后的运转过程中，能够仅根据气体压力 来判断金属粉末是否到达加工部，无需检测金属粉末是否到达加工部的传感器或者基于目 视观察进行的监视。因此，能够实现激光熔敷加工装置的整体结构的简化。 基于本专利技术的激光熔敷加工装置的第2方式至少具备：粉末供给装置，上述粉末 供给装置将金属粉末向加工部供给；激光照射装置，上述激光照射装置向上述加工部照射 激光而使上述金属粉末熔融从而进行堆焊；以及控制机构，上述激光熔敷加工装置的特征 在于，上述粉末供给装置具备：利用气体压力将金属粉末向上述加工部供给的机构、和测定 上述气体压力的气体压力测定机构，上述控制机构具备：存储机构，上述存储机构将借助上 述气体压力而被供给的金属粉末到达上述加工部时的上述气体压力测定机构的测定值作 为初始值存储；以及照射时刻决定机构，当在存储了上述初始值之后的运转过程中上述气 体压力测定机构测定到与上述初始值相同的压力时，上述照射时刻决定机构以此时为基准 时对上述激光照射装置发出激光照射的开始信号。 在上述方式的激光熔敷加工装置中，以预先测定的金属粉末到达堆焊加工部时的 气体的压力值为基础来确定激光的照射开始与金属粉末向加工部的供给的时刻。因此，基 于本专利技术的激光熔敷加工装置能够简化用于确定激光的照射开始与金属粉末到达加工部 时的时刻的系统等，也能够简化激光熔敷加工装置的整体结构。另外，在该方式的激光熔敷 加工装置中也同样，在存储上述初始值的阶段，利用适当的传感器或者目视观察进行金属 粉末是否到达加工部的判断，但在存储了上述初始值之后的运转过程中，当气体压力测定 机构测定到与上述初始值相同的压力时，控制机构判断为金属粉末到达加工部。然后，以此 时为基准时决定对上述激光照射装置发出激光照射的开始信号的照射时刻。即，在存储了 上述初始值之后的运转过程中，能够仅借助气体压力来判断金属粉末是否到达加工部，也 无需检测金属粉末是否到达加工部的传感器或者基于目视观察进行的监视。因此，能够实 现激光熔敷加工装置的整体结构的简化。 此外，上述照射时刻决定机构在气体压力测定机构测定到与上述初始值相同的压 力时，可以立即发出激光照射的开始信号，也可以隔开微量的时间差而发出激光照射的开 始信号。根据激光熔敷加工条件选择。 基于本专利技术的激光熔敷加工装置的一个方式的特征在于，上述激光照射装置装卸 自如地具备检测金属粉末到达上述加工部这一情况的喷嘴出口传感器，上述气体压力测定 机构测定接收到来自上述喷嘴出口传感器的到达信号时的气体的压力，上述控制机构将该 值作为初始值存储。 在该方式的激光熔敷加工装置中，在存储上述初始值的阶段，将喷嘴出口传感器 从装置分离。因此，能够避免喷嘴出口传感器因热而损伤。此外，对于借助气体压力而被供 给的金属粉末是否到达堆焊加工部，能够单纯地借助打开一关闭（on - off)信号等来获 得，还能够通过将单纯的传感器设置于加工部的喷嘴附近来充分实现所期望的目的。或者， 也可以不使用这种传感器而通过目视观察喷嘴出口来决定金属粉末到达堆焊加工部的时 亥IJ，以下，为了与现有技术进行比较而以使用了传感器的情况进行说明。 本专利技术还公开了一种激光熔敷加工装置的运转方法，其是上述的激光熔敷加工装 置的运转方法，上述激光熔敷加工装置的运转方法的特征在于，以不进行激光照射的状态 进行上述控制机构的直至上述存储机构存储上述初始值为止的运转，在存储了上述初始值 之后的运转过程中使上述激光照射装置工作而进行激光照射。 根据本专利技术，能够获得一种结构更简单、能够适当地确定激光照射开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光熔敷加工装置，所述激光熔敷加工装置至少具备：粉末供给装置，所述粉末供给装置将金属粉末向加工部供给；激光照射装置，所述激光照射装置向所述加工部照射激光而使所述金属粉末熔融从而进行堆焊；以及控制机构，所述激光熔敷加工装置的特征在于，所述粉末供给装置具备：利用气体压力将金属粉末向所述加工部供给的机构、和测定所述气体压力的气体压力测定机构，所述控制机构具备存储机构，所述存储机构将借助所述气体压力而被供给的金属粉末到达所述加工部时的所述气体压力测定机构的测定值作为初始值存储，所述控制机构当在存储了所述初始值之后的运转过程中所述气体压力测定机构测定到与所述初始值相同的压力时判断为金属粉末到达所述加工部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤彰生，石川善统，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP