一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法及硬件技术

技术编号:41535666 阅读:24 留言:0更新日期:2024-06-03 23:13
本发明专利技术涉及一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法及硬件,基于计划参数计算激光头的计划运动轨迹,基于建立的螺杆在激光强化过程中温度场变化的物理模型,模拟任一螺杆在激光强化过程中的温度场变化;基于温度场变化计算当前螺杆的热膨胀量,根据加工位置计算激光头的运动轨迹补偿量;基于方法实现介质和设备;装置包括配合设置的控制器、运动驱动卡和PLC,计划参数输入控制器,控制器控制运动驱动卡发出对应的驱动脉冲,以PLC转化为电压值输出至螺杆激光强化设备和激光头。本发明专利技术使得强化效果更稳定、更优良,实现螺杆受热膨胀时螺纹与强化位置的精确匹配,可实现螺杆的快速、自动化、稳定修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用激光束加工、对金属材料的镀覆的,特别涉及一种激光强化的适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法及硬件


技术介绍

1、螺杆一般用于各种型号的挤出机、注塑机等设备中,工作环境温度较高,常伴有钻屑、盐、碱及油介质,但由于螺杆和机筒的摩擦、物料和螺杆的摩擦碰撞、腐蚀、剥落等作用,会造成螺杆螺纹面出现不规则缺陷,导致螺杆无法正常使用。因此,对螺杆进行强化处理是有必要的。

2、传统的螺杆强化采用等离子喷涂工艺,其采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源,将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态,并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层;但等离子喷涂的涂层是典型的层状结构且主要由熔融或半熔融的微小颗粒相互堆叠撞击而形成,这就导致涂层间的结合力不强并存在一定的孔隙率。由于这些缺陷,等离子喷涂工艺工作效率低,强化精度不高、涂层和基底结合力较低。

3、激光强化技术是将一定功率密度的激光束作用在预先涂覆在金属表面或同步送入的具有某种功能性材料(通常以粉末、细丝等形式)上,在金属表面形成一层强化层,从而达到改善金属表层性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:所述方法基于计划参数计算激光头的计划运动轨迹,基于建立的螺杆在激光强化过程中温度场变化的物理模型,模拟任一螺杆在激光强化过程中的温度场变化;基于所述温度场变化计算当前螺杆的热膨胀量,根据加工位置计算激光头的运动轨迹补偿量。

2.根据权利要求1所述的一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:所述计划参数包括螺杆尺寸参数、螺杆材料特性参数以及激光功率。

3.根据权利要求1所述的一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:所述物理模型基于激光热输入的瞬时热流密度q、螺杆表面对流换...

【技术特征摘要】

1.一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:所述方法基于计划参数计算激光头的计划运动轨迹,基于建立的螺杆在激光强化过程中温度场变化的物理模型,模拟任一螺杆在激光强化过程中的温度场变化;基于所述温度场变化计算当前螺杆的热膨胀量,根据加工位置计算激光头的运动轨迹补偿量。

2.根据权利要求1所述的一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:所述计划参数包括螺杆尺寸参数、螺杆材料特性参数以及激光功率。

3.根据权利要求1所述的一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:所述物理模型基于激光热输入的瞬时热流密度q、螺杆表面对流换热的热量qconv及螺杆内部的热传导热量qcond建立。

4.根据权利要求3所述的一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:

5.根据权利要求4所述的一种适用于螺杆激光强化的运动轨迹动态补偿方法,其特征在于:螺杆在激光作为热源激励下的温度场预测...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈智君李文奖张群莉姚建华王梁
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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