[实用新型]一种智能激光再制造系统

说明书

一种智能激光再制造系统，包括激光工作头、六轴工业机器人、变位机、激光器、送粉器、控制模块和CCD相机；该变位机用于调整待修复零件的角度；该激光工作头安装于六轴工业机器人上，其包括有喷嘴和激光笔；该激光器与激光笔相连；该送粉器的送粉管与喷嘴相连以送粉；CCD相机安装于激光工作头上以采集熔池形貌和温度数据；该控制模块与激光器、送粉器、六轴工业机器人和CCD相机相连。本实用新型具有自动化及智能化特点，适用于中大型结构零件的表面修复，可以降低激光再制造行业的操作门槛，提高激光熔覆的加工质量。

技术领域

本实用新型涉及先进制造及自动化领域，具体为一种智能激光再制造系统，该系统具有自动化和智能化特征。

背景技术

随着激光应用的快速发展以及激光应用成本的不断降低，激光加工在各行业中的应用日益广泛。以激光熔覆为主要技术支撑的激光再制造技术能修复高附加值零部件，延长设备使用寿命，具有较好的市场应用前景。目前激光再制造设备存在以下几点不足：

1.激光熔覆是一种复杂的物理过程，涉及激光束、粉末气体流和熔池之间的相互作用。合理地确定初始加工参数，对获得高质量的熔覆层具有重要意义。当前主要依靠专业技术人员的实践经验设置初始加工参数，提高了激光再制造行业的应用门槛。

2.激光熔覆对激光离焦量的控制要求比较高(特别是光内送粉型激光熔覆工作头)，激光对焦的过程繁琐耗时，降低了生产效率，且由于粉末-气体流的存在，对操作人员的身体健康有不利影响。

3.激光熔覆工艺参数(激光功率、送粉量和扫描速度等)不能根据工况实时调整，无法保证熔覆层的质量稳定性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种智能激光再制造方法和系统，具有自动化及智能化特点，适用于中大型结构零件的表面修复，可以降低激光再制造行业的操作门槛，提高激光熔覆的加工质量。

本实用新型采用如下技术方案：

一种智能激光再制造系统，其特征在于：包括激光工作头、六轴工业机器人、变位机、激光器、送粉器、控制模块和CCD相机；该变位机用于调整待修复零件的角度；该激光工作头安装于六轴工业机器人上用于对待修复零件进行熔覆，其包括有喷嘴和激光笔；该激光器与激光笔相连以产生激光；该送粉器的送粉管与喷嘴相连以送粉；CCD相机安装于激光工作头上以采集熔池形貌和温度数据；该控制模块与激光器、送粉器、六轴工业机器人和CCD相机相连以根据熔池形貌和温度数据调整激光功率、扫描速度和送粉速度。

所述控制模块包括主机和PC机，该主机与所述激光器、所述送粉器、所述六轴工业机器人之间通过总线连接，该PC机与主机之间通过TCP/IP连接；所述CCD相机与PC机之间通过usb数据线连接。

所述激光笔为线结构激光笔。

所述变位机包括机架和工作台，该工作台安装于机架上以固定待修复零件，该机架驱动工作台移动以调整待修复零件的角度。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的系统，在激光工作头上，架设了CCD相机和线结构光，构成了一个视觉测量系统，经手眼标定后，能精准地测得线结构光上的点在机器人基坐标系的位置信息，能够获取待修复件及熔覆带的三维形貌，能在复杂的加工环境中使用，具有灵敏度高可靠性强等特点。

2、本实用新型根据加工过程中熔池的形貌及温度变化控制系统的扫描速度、送粉量和激光功率等，保证加工过程中熔池形貌维持在一个稳定的范围内，获得平滑均匀的熔覆带。

3、本实用新型还能实现操作人员对熔覆过程的远程控制，操作人员只需要获得一定的访问操作权限即可实现对系统的远程操作和监控。

附图说明