激光修复装置制造方法及图纸

本申请公开了一种激光修复装置，包括：机械手臂、线激光扫描仪、增材激光模块和减材激光模块，线激光扫描仪、增材激光模块和减材激光模块的操作端分别设置于机械手臂的操作端上。该装置体积小巧，破损区域定位精度远高于人眼定位，便于移动并靠近大型部件进行修复作业。

Laser repair device

【技术实现步骤摘要】
激光修复装置
本申请涉及一种激光修复装置，属于材料加工领域。
技术介绍
航空航天航海领域中核心零部件由于所处环境恶劣，容易造成损坏，需要经常性的更换，增加了企业的生产成本，加重了企业的负担，降低了企业的竞争力。部分核心零件国内没有生产加工能力，重新设计研发符合性能要求的零件挑战极大，即使有数据重新生产也需要较长生产周期。目前制造企业对核心零件的修复工艺却达不到精确和力学性能要求。目前针对激光修复和逆向工程的研究是分开单独进行，并未将二者很好的联系起来。这是由于三维扫描仪体积庞大，后期数据处理和三维重构步骤繁琐，且三维扫描仪与激光修复系统集成性差。现有技术中针对激光修复完的零件多采用机械加工修复零件使其表面光滑平整，但机械加工精度差，自动化程度低，并且大型零件无法放置与修复平台进行修复，修复后力学性能也无法满足工业使用的要求。还有部分企业采用激光修复，但激光修复过程中需用人眼定位，定位精度较低，修复工艺不完整，修复后零件精度无法满足工业使用的要求。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种激光修复装置，该装置体积小巧，对破损区域定位精度远高于人眼定位，并且装置便于移动并靠近大型部件进行修复作业。本申请提供了一种激光零件智能修复装置，包括：机械手臂、线激光扫描仪、增材激光模块和减材激光模块，所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块的操作端分别设置于所述机械手臂的操作端上。可选地，所述增材激光模块包括：熔覆头，所述熔覆头设置于所述机械手臂的操作端上。可选地，所述增材激光模块还包括：激光器和送粉器，所述激光器与所述熔覆头光路连接；所述送粉器与所述熔覆头管路连接，并向所述熔覆头输送粉体材料。可选地，所述减材激光模块包括：振镜，所述振镜设置于所述机械手臂的操作端上。可选地，所述减材激光模块还包括：激光器，所述激光器与所述振镜光路连接。可选地，还包括圆盘，所述圆盘沿其轴向中心转动安装于所述机械手臂的操作端上；所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块的操作端分别设置于所述圆盘上，并随所述圆盘转动。可选地，还包括：控制模块，所述控制模块分别与所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块控制连接。所用控制模块可以为PLC控制模块。可选地，还包括：数据处理模块，与所述线激光扫描仪电连接。可选地，还包括显示模块，所述显示模块与所述数据处理模块电连接。数据处理模块和显示模块，可集成为PC计算机。可选地，还包括：车辆载具，所述激光修复装置搭载于所述车辆载具上。本申请能产生的有益效果包括：1)本申请所提供的激光修复装置，通过激光扫描仪对修复区域进行信息采集和定位，之后对缺陷部位进行三维重构，重构准确度高。将扫描仪、熔覆头以及振镜集合在机器人手臂上，集成为一个完整的激光智能修复装置，自动化程度高，因此，该激光零件智能修复装置的开发具有很重要的意义。2)本申请所提供的激光修复装置，针对大型零件难以移动的问题，采用本申请提供的装置，可对零件的核心部分进行激光原位修复。修复后核心部件能满足航空航天航海领域关键零部件加工高精度、高光洁度、高性能的要求。现有修复方法包括多个必须步骤例如数据采集、激光修复、机械加工等，本申请提供装置修复过程全部由激光实现，自动化程度更强，修复后零件质量更高，更能满足工业化的需求。3)本申请所提供的激光修复装置，将线激光扫描仪和激光修复系统集成为一体，并安装于车辆载具上，实现修复装置整体可移动，可靠近大型核心零部件进行修复，解决了大型零部件难以移动不能实时修复的问题。修复后零部件满足航空航天航海领域内对关键零部件加工精度、光洁度、洁净度的要求。附图说明图1为本申请一种实施方式中激光修复装置结构示意图；图2为本申请一种实施方式中机械手臂立体结构示意图；部件和附图标记列表：附图标记部件名称附图标记部件名称1机械手臂3线激光扫描仪2圆盘4振镜5熔覆头-------具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。参见图1，本申请提供的激光修复装置，包括：机械手臂1、线激光扫描仪3、激光器、振镜4和熔覆头5。激光器产生激光用于融化覆材或切削多余覆材。激光器的出光端分别与振镜4、熔覆头5光路连接。熔覆头5还与送粉器管路连接，送粉器将熔覆头5修复破碎区域所需覆材输送至熔覆头5处，在激光照射下，粉体熔化并附着与破损区域实现对破损区域发修复。可选地，线激光扫描仪3、振镜4和熔覆头5设置于机械手臂1的操作端上。参见图2，可选地，所述机械手臂1包括：圆盘2，所述圆盘2沿所述圆盘2的中心转动地安装于所述机械手臂1的操作端上，所述线激光扫描仪3、所述振镜4和所述熔覆头5分别间隔安装于所述圆盘2上，并随所述圆盘2的转动切换。可选地，所述圆盘2沿其周向等分为3份，两两相邻份之间设置定位点，所述圆盘2转动至定位点时，停止转动。转动区域，所述圆盘2所述线激光扫描仪3、所述振镜4和所述熔覆头5随所述圆盘2转动后，在定位点处停止转动，并使线激光扫描仪3、所述振镜4或所述熔覆头5面向破损区域，便于控制操作精度和操作稳定性，避免操作过程中，器件发生移动，影响精度。该激光修复装置集成线激光扫描仪3、增材激光模块以及减材激光模块为一体于机器人上，通过控制系统对破损零件进行智能修复，扫描仪、熔覆头5和振镜4之间可以相互切换，实现对零件的精准定位，然后进行智能修复。可选地，还包括冷水机，冷水机用于对激光器进行降温，以延长激光器工作时间。可选地，还包括控制模块，所述控制模块分别与线激光扫描仪3、激光器、送粉器、振镜4和熔覆头5控制连接。操作人员可通过控制模块，远距离对各部件的工作状态进行控制。还包括，数据处理模块，与线激光扫描仪3电连接，用于对线激光扫描仪3采集得到的数据进行三维重构。先通过线激光扫描仪对待修复零件缺陷部位进行数据采集，然后通过数据处理模块进行三维重构得到破损区域的形貌和尺寸，将相关文件进行格式转化传输至增材激光模块，增材修复完成后对修复零件进行再次扫描，进行三维重构，观察修复区域覆材是否高于破损区域，若不足则进行再次增材修复，若高出则将多出部分形貌尺寸文件传递给减材模块进行多余材料的去除。重复以上步骤，直到得到修复零件表面光滑完整。可选地，为提高整体装置移动性能，还包括车辆载具，所述装置搭载于所述车辆载具上。参见图1，本申请提供的装置体积小巧便于移动，可根据需要靠近待修复部件进行作业，尤其适用于大型、难以移动部件的修复。本领域技术人员可以根据维修手册或机务一线调研评估待处理部件是否可以修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光修复装置，其特征在于，包括：机械手臂、线激光扫描仪、增材激光模块和减材激光模块，所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块的操作端分别设置于所述机械手臂的操作端上。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光修复装置，其特征在于，包括：机械手臂、线激光扫描仪、增材激光模块和减材激光模块，所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块的操作端分别设置于所述机械手臂的操作端上。


2.根据权利要求1所述的激光修复装置，其特征在于，所述增材激光模块包括：熔覆头，所述熔覆头设置于所述机械手臂的操作端上。


3.根据权利要求2所述的激光修复装置，其特征在于，所述增材激光模块还包括：激光器和送粉器，所述激光器与所述熔覆头光路连接；所述送粉器与所述熔覆头管路连接，并向所述熔覆头输送粉体材料。


4.根据权利要求1所述的激光修复装置，其特征在于，所述减材激光模块包括：振镜，所述振镜设置于所述机械手臂的操作端上。


5.根据权利要求4所述的激光修复装置，其特征在于，所述减材激光模块还包括：激光器，所述激光器与所述振镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾北北，焦俊科，徐子法，张文武，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：新型
国别省市：浙江;33