一种宽带高速激光熔覆系统技术方案

本发明专利技术涉及一种宽带高速激光熔覆系统，包括工作台、激光工作头、机械臂、送粉装置，冷却分系统、运动执行分系统，大功率激光器、主控制分系统、环境保障分系统、实时作业监控装置、稳压装置。通过使用大功率的激光器和激光工作头及相关设备，利用宽带光斑形式，能量更高，熔覆速度更快，能全方位进行信息监测和处理，形成了一种宽带高速激光熔覆系统，工作效率高，实现智能化控制，工作稳定可靠，且突出保障人机安全，环保性能高，能够视频本地和远程监控，具备全套的光路、粉末、气体、热量控制解决方案，满足制造业多方面需求。满足制造业多方面需求。满足制造业多方面需求。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带高速激光熔覆系统


[0001]本专利技术属于激光制造
，具体涉及一种宽带高速激光熔覆系统。

技术介绍

[0002]激光熔覆，就是使用高能激光束将金属材料熔化并且与基体材料产生冶金结合，广泛用于材料表面强化、修复等。激光熔覆技术是利用大功率激光束聚集能量极高的特点，瞬间将被加工件表面微熔，同时使零件表面预置或与激光束同步自动送置的合金粉完全熔化，获得与基体冶金结合的致密覆层。高速激光熔覆技术在激光熔覆技术基础上，即通过改变激光与粉末的作用过程，在熔池之上将粉末熔融或者半熔融，同时也将基体熔化，并和基体快速凝固，形成冶金结合的表面涂层；目前现有的激光熔覆以及激光高速熔覆也存在的一定的技术短板，成本虽然已经大幅度降低、效率方面也有改进和提升，但是现有的激光熔覆系统速度还不够快，自动化、智能化程度不高，监测的过程参数较少，综合性能不高，光斑面积过小，不能适应高速激光熔覆需要，仍不能满足目前制造业的需求，因此需要一种宽带高速激光熔覆系统以解决现有的激光熔覆技术存在的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种宽带高速激光熔覆系统，以解决现有激光熔覆以及激光高速熔覆过程中所存在的速度不够快，智能化程度低以及不能满足制造业实际需求问题，通过使用大功率的激光器和相关设备，增大熔覆光斑，制造出了一种宽带高速激光熔覆系统，工作效率明显提升，控制更加智能化，工作稳定可靠，且具有环保和视频监控功能；本系统提出的宽带高速激光熔覆系统可应用在激光熔覆、激光增材、激光3d打印等领域，以适应目前制造业的多种需求。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种宽带高速激光熔覆系统，包括工作台、激光工作头、机械臂、送粉装置，冷却分系统、运动执行分系统，所述激光工作头安装在所述机械臂上实现所述激光工作头的移动，所述工作台放置工件，所述送粉装置提供金属粉末供给，所述冷却分系统为所述激光工作头进行降温处理，所述运动执行分系统实现工件的运动；进一步地，所述宽带高速激光熔覆系统还包括大功率激光器，所述大功率激光器与所述激光工作头通过光纤进行连接，所述大功率激光器的功率为6000～20000W，所述激光工作头的耐受功率20000～30000W。
[0005]进一步地，所述激光工作头的光斑形式为长度5～30mm、宽度1～2mm的线光斑；所述宽带高速激光熔覆系统的熔覆线速度为10～200m/min。
[0006]进一步地，还包括主控制分系统，所述主控制分系统设置有控制终端；所述主控制分系统与所述大功率激光器、所述激光工作头、所述机械臂、所述运动执行分系统、所述冷却分系统、所述送粉装置分别进行电连接和/或通讯连接。
[0007]进一步地，所述送粉装置包括至少包括有第一粉筒、第二粉筒；所述送粉装置的所述第一粉筒、所述第二粉筒通过送粉管路分别与所述激光工作头进行连接。。
[0008]进一步地，所述冷却分系统设置有两路冷却管路并内置冷却液，采用双温双控方式分别对两路冷却管路进行监测和控制；所述冷却分系统还设置有排风扇；所述冷却分系统的一路冷却管路与所述大功率激光器进行连接，另一路冷却管路与所述激光工作头进行连接。
[0009]优选地，还包括防护工作间，所述防护工作间设置有报警装置；所述控制终端设置于所述防护工作间的外部；所述主控制分系统、所述大功率激光器、所述激光工作头、所述机械臂、所述运动执行分系统、所述冷却分系统、所述送粉装置置于所述防护工作间的内部。
[0010]可选地，还包括环境保障分系统，所述环境保障分系统与所述主控制分系统进行电连接/或通讯连接；所述环境保障分系统包括除尘装置、氧气传感器、氦气传感器、氩气传感器、颗粒物检测传感器中的至少一个。
[0011]可选地，还包括实时作业监控装置，所述实时作业监控装置包括监视器、视频摄像头中至少一个，所述监视器安装在所述防护工作间的外部，所述视频摄像头与所述主控制分系统、所述监视器进行电连接和/或通讯连接。
[0012]可选地，还包括稳压装置，所述稳压装置与所述主控制分系统、所述大功率激光器、所述机械臂、所述运动执行分系统、所述冷却分系统、所述送粉装置、所述环境保障分系统分别进行电连接并提供稳定的电源供给。
[0013]进一步地，所述工作台上还设置有卡盘、顶尖装置；所述运动执行分系统与所述卡盘进行驱动连接，所述运动执行分系统的整体运动机构精度在
±
0.10mm以内。
[0014]本专利技术涉及一种宽带高速激光熔覆系统，有益效果为：本专利技术提供的宽带高速激光熔覆系统，通过使用大功率的激光器和激光工作头及相关设备，形成了一种宽带高速激光熔覆系统，利用线光斑增大熔覆面积，工作效率高，控制更加智能化，工作稳定可靠，且突出保障人机安全，环保性能高，能够视频本地和远程监控，具备全套的光路、粉末、气体、热量控制解决方案，解决了现有激光熔覆以及激光高速熔覆过程中所存在的速度不够快，效率较低，智能化程度低以及不能满足制造业实际需求问题，本系统提出的宽带高速激光熔覆系统可应用在激光熔覆、激光增材、激光3d打印等领域，适应了目前制造业的多种需求。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。
[0016]图1为本专利技术实施例一提供的宽带高速激光熔覆系统(无防护工作间)立体结构图；
[0017]图2为本专利技术实施例一提供的主控制分系统电连接示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例一提供的宽带高速激光熔覆系统(无防护工作间)主视图；
[0019]图4为本专利技术实施例一提供的宽带高速激光熔覆系统(无防护工作间)俯视图；
[0020]图5为本专利技术实施例一提供的宽带高速激光熔覆系统(带防护工作间)主视图；
[0021]图6为本专利技术实施例二提供的宽带高速激光熔覆系统(无防护工作间)主视图；
[0022]图7为本专利技术实施例三提供的宽带高速激光熔覆系统(无防护工作间)主视图；
[0023]图8为本专利技术实施例四提供的宽带高速激光熔覆系统(无防护工作间)主视图。
[0024]图中：
[0025]1、运动执行分系统；2、工作台；3、卡盘；4、顶尖装置；5、主控制分系统；501、控制终端；502、监视器；6、大功率激光器；7、送粉装置；701、第一粉筒；702、第二粉筒；8、激光工作头；9、机械臂；901、轨道；10、冷却分系统；1001、排风扇；11、除尘装置；12、稳压装置；13、防护工作间；1301、报警装置。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带高速激光熔覆系统，包括工作台(2)、激光工作头(8)、机械臂(9)、送粉装置(7)，冷却分系统(10)、运动执行分系统(1)，所述激光工作头(8)安装在所述机械臂(9)上实现所述激光工作头(8)的移动，所述工作台(2)放置工件，所述送粉装置(7)提供金属粉末供给，所述冷却分系统(10)为所述激光工作头(8)进行降温处理，所述运动执行分系统(1)实现工件的运动；其特征在于，所述宽带高速激光熔覆系统还包括大功率激光器(6)，所述大功率激光器(6)与所述激光工作头(8)通过光纤进行连接，所述大功率激光器(6)的功率为6000～20000W，所述激光工作头(8)的耐受功率20000W～30000W。2.根据权利要求1所述的宽带高速激光熔覆系统，其特征在于，所述激光工作头(8)的光斑形式为长度5～30mm、宽度1～2mm的线光斑；所述宽带高速激光熔覆系统的熔覆线速度为10～200m/min。3.根据权利要求2所述的宽带高速激光熔覆系统，其特征在于，还包括主控制分系统(5)，所述主控制分系统(5)设置有控制终端(501)；所述主控制分系统(5)与所述大功率激光器(6)、所述激光工作头(8)、所述机械臂(9)、所述运动执行分系统(1)、所述冷却分系统(10)、所述送粉装置(7)分别进行电连接和/或通讯连接。4.根据权利要求3所述的宽带高速激光熔覆系统，其特征在于，所述送粉装置(7)包括至少包括有第一粉筒(701)、第二粉筒(702)；所述送粉装置(7)的所述第一粉筒(701)、所述第二粉筒(702)通过送粉管路分别与所述激光工作头(8)进行连接。5.根据权利要求3所述的宽带高速激光熔覆系统，其特征在于，所述冷却分系统(10)设置有两路冷却管路并内置冷却液，采用双温双控方式分别对两路冷却管路进行监测和控制；所述冷却分系统(10)还设置有排风扇(1001)；所述冷却分系统(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙刚，李坦，郑松刚，
申请(专利权)人：天津中科玛斯特激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：