一种针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置及方法制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
一种针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置及方法
本专利技术涉及表面工程
，尤其涉及一种针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置及方法。
技术介绍
激光熔覆技术是利用高能激光束将粉末材料与基体表面薄层辐射熔化并快速凝固后，使得基体表面与粉末材料达到冶金结合的一种材料表面改性工艺。激光仅熔化基体表面，热影响区小，粉末涂层稀释率低，基体与粉末材料实现冶金结合；能够有效提高基体材料表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性能，目前广泛应用于航空航天、石油化工、汽车制造等领域的关键零部件再制造修复。随着大型零部件对表面修复的需求越来越高，传统小光斑的激光作用区域很小，必须采取多道搭接的方法，效率低且缺陷倾向大，不能满足大型零部件对修复效率、修复质量的需求，大光斑宽带激光熔覆设备应运而生，在熔覆相同面积的工件时可减少搭接系数及搭接次数，获得良好的激光熔覆层。激光熔覆过程中，熔池形貌以及熔覆层高度的稳定性直接影响零部件修复的尺寸精度和机械性能，因此，对熔池形貌的实时监测是控制宽带激光熔覆质量的关键。目前，激光熔覆熔池的实时监测系统采用的是：通过CMOS/CCD传感器采集高温液...
【技术保护点】
一种针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，包括设置在中心位置的同轴送粉头(6)，通过宽带激光融化同轴送粉头(6)内部的合金粉末，形成宽带激光熔覆熔池(1)，与基材(3)上冶金材料结合形成宽带熔覆层(2)；其中：同轴送粉头(6)上设置有4个呈中心对称的传感器连接臂(8)，传感器连接臂(8)的端部分别设置有图像传感单元(4)或位移传感单元(5)；该装置还包括信息处理单元，图像传感单元(4)和位移传感单元(5)均与信息处理单元相连；位移传感单元(5)投射出长度多倍于激光带宽的静态测量线，静态测量线与宽带激光熔覆熔池(1)平行，且静态测量线紧密排列在宽带激光熔覆熔池(...
【技术特征摘要】
1.一种针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，包括设置在中心位置的同轴送粉头(6)，通过宽带激光融化同轴送粉头(6)内部的合金粉末，形成宽带激光熔覆熔池(1)，与基材(3)上冶金材料结合形成宽带熔覆层(2)；其中：同轴送粉头(6)上设置有4个呈中心对称的传感器连接臂(8)，传感器连接臂(8)的端部分别设置有图像传感单元(4)或位移传感单元(5)；该装置还包括信息处理单元，图像传感单元(4)和位移传感单元(5)均与信息处理单元相连；位移传感单元(5)投射出长度多倍于激光带宽的静态测量线，静态测量线与宽带激光熔覆熔池(1)平行，且静态测量线紧密排列在宽带激光熔覆熔池(1)两侧，位移传感单元(5)接收静态测量线的漫反射光线，测量平行于宽带激光熔覆熔池(1)的已熔覆区和未熔覆区的高度数据；图像传感单元(4)用于采集宽带激光熔覆过程中宽带激光熔覆熔池(1)两个方向上的形貌图像；信息处理单元用于融合高度数据和形貌图像，确定宽带激光熔覆在垂直于同轴送粉头(6)轴心的投影面上的运动方向以及宽带激光带宽方向，进而实时计算并显示宽带激光熔覆熔池(1)的面积及三维尺寸、成形层高、离焦量和搭接率。2.根据权利要求1所述的针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，在垂直于同轴送粉头(6)轴心的投影面上，以轴心投影点为基准，两个位移传感单元(5)呈180度对称排布，两个图像传感单元(4)呈180度对称排布，且图像传感单元(4)和位移传感单元(5)的角度均可调节。3.根据权利要求1所述的针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，同轴送粉头(6)上端设置有连接法兰(7)，传感器连接臂(8)通过连接法兰(7)与同轴送粉头(6)相连，同轴送粉头(6)上设置有环形槽，连接法兰(7)设置在环形槽内，且连接法兰(7)能绕环形槽转动。4.根据权利要求1所述的针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，图像传感单元(4)与传感器连接臂(8)之间设置有图像传感单元连接板(9)，位移传感单元(5)与传感器连接臂(8)之间设置有位移传感单元连接板(10)，图像传感单元连接板(9)和位移传感单元连接板(10)上均设置有螺纹安装孔，图像传感单元(4)和位移传感单元(5)能绕螺纹安装孔旋转调节安装角度。5.根据权利要求1所述的针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，位移传感单元(5)为2D位移传感器。6.根据权利要求1所述的针对宽带激光熔覆的多传感器协同监测装置，其特征在于，图像传感单元(4)包括工业摄像机、镜头和滤光系统。7.一种针对宽带激...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦训鹏，雷凯云，华林，刘华明，倪茂，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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