双工位激光淬火设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双工位激光淬火设备，包括位于两侧的旋转加工工位、工业机器人（5）以及激光头，其特征在于所述工业机器人（5）位于两滚轮架之间，所述激光头至少两个可移动地安装在行程轴（7）上，所述行程轴（7）连接在所述工业机器人（5）的机械臂（6）上。本实用新型专利技术的这种结构，在对一侧的工件进行加工的期间，可以有充分的时间对另一侧的工件进行装卸定位处理，提高了激光设备的利用率，提高了生产效率，降低了劳动强度，提高了生产安全水平。提高了生产安全水平。提高了生产安全水平。

【技术实现步骤摘要】
双工位激光淬火设备


[0001]本技术涉及一种双工位激光淬火设备，具体涉及的是对一种大直径滚筒的外表面进行激光淬火的设备。

技术介绍

[0002]大直径滚轮常见用于压路机上。这种大直径滚轮为了满足其力学和焊接性能一般采用低碳钢制成，低碳钢本身耐磨性差，而压路机施工时路面工况复杂，又要求轮子具有较强的耐磨性。传统上采用淬火工艺提升材料的硬度和耐磨性，大直径滚轮轮体过大，没有合适的热处理炉，因此，便有人专利技术了一种低碳钢表面的硬化工艺，以有效解决低碳钢淬火硬度提升不高的问题。查中国专利数据库，得到一公布号为CN109666776A，名称为“一种用于压路机碾轮中低碳钢轮体表面硬化工艺”，公开了如下内容：本专利技术提供一种用于压路机碾轮中低碳钢轮体表面硬化工艺，通过对轮体表面快速加热到高温，在低碳钢轮体表面形成硬化层。所述的硬化工艺具体包括以下步骤：1）选择激光器；2）采用激光器对轮体表面快速加热至800
‑
900
º
C，冷却，在低碳钢轮体表面形成1
‑
2mm厚的硬化层。并公开了冷却为空冷或风冷。这种工艺中，要获得较大的层深，需要将层深范围内的材料加热到相变温度后快速冷却，才能达到淬火的目的。首先是加热过程，由于金属材料的导热性能极好，热量扩散很快，为了使层深范围内的材料快速加热到相变温度，需要对同一位置进行持续加热，即便是这样的情况下，对于这类低碳钢，实际使用时的淬火层深很难超过0.8mm。对于运动中的功率来说，可以通过降低激光扫描速度或者加宽激光光斑平行运动方向的宽度来实现，但是降低激光扫描速度会降低整体的淬火效率，而激光光斑平行运动方向的宽度提高，激光光斑的面积变大，在所需要的淬火功率密度恒定的情况下，就需要采用更大功率的激光器，对于这种直径很大的滚轮，可以采用并列的多台激光器同时进行淬火，以提高淬火效率。其次是快速冷却过程，由于低碳钢的含碳量较低，C曲线严重左移，在材料离开激光照射区后必须有足够快的冷却速度，才能使层深范围内的材料得到较好的淬火硬度，在上一步骤中为了提高效率确保层深，采用了多台大功率激光器，整体热输入量十分巨大，在材料热容量恒定的情况下，通过风冷、热辐射空冷甚至简单的水冷等方式都不能将大量的多余热量传导出去，导致基体的温度越来越高，不能实现快速冷却，也就达不到淬火的目的。故而，为了能够实施上述的工艺，对于如何快速冷却是本领域内技术人员需要研究的难题。因此，本申请人研究了一种大直径滚轮高效淬火装置，包括地轨式龙门架、激光头、冷却水池，所述地轨式龙门架包括横梁两条平行的Y轴导轨、和在两条平行的Y轴导轨上可移动的立柱，所述横梁可升降地架设在所述两个移动的立柱上，所述激光头可移动地安装在X轴导轨上，所述横梁的两端安装有可转动并可轴向移动的支撑杆，所述冷却水池置于X轴导轨和两条Y轴导轨构成的框架内。这个淬火装置虽然解决了上述问题，但是由于激光加工头是安装在桁架上，位置变化受到桁架行程的限制，实际使用中还存在如下问题：首先，因为采用桁架结构只能实现单工位加工，大直径滚轮工件体积大，重量重，在工位上安装和拆卸需要花费大量的时间，降低了加工效率，同时工人的劳动强度很大，也容易引起安全事故；其次，由于受到桁架
行程的限制，更换滚轮工件时，激光头不能远离滚轮工件，稍有不慎容易触碰到滚轮工件，造成激光头损坏；再次，更换不同直径的滚轮工件时，需要反复调整激光头与工件之间的距离，但是其调节的范围有限，当滚轮工件的直径变化范围很大时，便无法调节激光头与滚轮之间的需要距离；最后，由于激光淬火工艺需要，有时需要调节激光头与滚轮工件的加工角度，采用桁架结构是无法实现的。

技术实现思路

[0003]鉴于
技术介绍
存在的不足，本技术要解决的技术问题是提供一种加工效率高而且操作方便的双工位激光淬火设备。
[0004]为此，本技术是采用如下方案来完成的：一种双工位激光淬火设备，包括位于两侧的旋转加工工位、工业机器人以及激光头，其特征在于所述工业机器人位于旋转加工工位之间，所述激光头至少两个可移动地安装在行程轴上，所述行程轴连接在所述工业机器人的机械臂上。
[0005]所述行程轴为直驱电机，其中所述可移动的激光头安装在所述直驱电机的动子座上。
[0006]所述旋转加工工位可以是焊接滚轮架。
[0007]所述焊接滚轮架包括基架、滚轮，所述滚轮由驱动装置驱动。
[0008]本技术的这种结构，采用双工位进行激光淬火，与工业机器人配合，将一侧的工件淬火完毕后，工业机器人的机械臂即转向另一侧进行继续加工，在对一侧的工位进行加工时，工人可利用该加工时间对另一工位的工件进行装卸定位处理，极大地提高了加工效率，降低了工人的劳动强度，且安全可靠，而且利用工业机器人灵活的机械臂，可以完全将激光头缩回，以避免更换工件时触碰到激光头，而且可以任意移动激光头以及调节激光头的角度，对于大范围直径变化的滚轮更加适用。
附图说明
[0009]本技术有如下附图：
[0010]图1为本技术的结构图。
具体实施方式
[0011]参照附图，这种双工位激光淬火设备，包括两侧的旋转加工工位、工业机器人5以及激光头9，所述的旋转加工工位可以是焊接滚轮架，其中焊接滚轮架包括基架1和滚轮2，所述滚轮2由驱动装置驱动，该驱动装置为电机3，电机3的转轴与滚轮2进行传动连接，便可驱动滚轮2滚动。所述工业机器人5位于两焊接滚轮架之间，所述激光头9至少有两个，并可以移动地安装在行程轴7上，所述行程轴7连接在所述工业机器人5的机械臂6上。其中行程轴7可以用直驱电机代替。具体来说，在所述机械臂6上连接直驱电机，该直驱电机的定子座便相当于上述的行程轴7，将所有的激光头9安装在所述直驱电机7的动子座8上，由于直驱电机7的动子座8可以设定其动作状态，本实施例中设置了三个激光头9，将其中最左端的激光头9安装其上的动子座8设定为固定不动，其它两个激光头9可随着动子座8进行移动。本实施例仅仅例举了直驱电机，但不限于直驱电机，所有能够激光头移动的常用技术手段都
包括在内。比如，将行程轴变更为设置有导轨的横梁，固定不动的激光头通过一个固定座固定在横梁上，可以移动的激光头通过滑动座配合在横梁的导轨上，再在滑动座上设置一个伺服电机，在伺服电机的转轴上安装齿轮，并在横梁上设置与齿轮相互啮合的齿条，驱动伺服电机，即可令激光头进行移动，这种设置是一种惯用的常规设置，不再赘述。
[0012]本技术适用于大直径滚轮的淬火加工，将大直径滚轮置于滚轮架上后，一般将最左端的激光头9设置为固定不动，并按照直径滚轮的轴向长度进行三等分，以调节可移动的激光头9，将激光头9的起始位置位于三等分的位置上，然后启动电机3，使得滚轮架上的滚轮2滚动，以带着大直径滚轮4即工件进行滚动，而开启激光器，激光头9便可对大滚轮4的外壁进行淬火工作，当大滚轮4转动一圈后，工业机器人5的机械臂6便移动一个位置，对工件4外表面继续进行加工，直到工件4的外壁在工业机器人机械臂6的移动下，全部加工完成。对一个工位的工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双工位激光淬火设备，包括位于两侧的旋转加工工位、工业机器人（5）以及激光头，其特征在于所述工业机器人（5）位于旋转加工工位之间，所述激光头至少两个可移动地安装在行程轴（7）上，所述行程轴（7）连接在所述工业机器人（5）的机械臂（6）上。2.根据权利要求1所述的双工位激光淬火设备，其特征在于所述行程轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭浩，徐乐，高炳奖，
申请(专利权)人：浙江久恒光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：