[发明专利]一种惰性气体下的激光增材制造在线监测平台

说明书

本发明公开一种惰性气体下的激光增材制造在线监测平台，包括安装在激光头上的密封装置和双目在线监测平台，双目在线监测平台包括两套完全相同的在线监测平台分别安装在激光头的正面和侧面，密封装置与激光头通过螺栓连接，将激光头以及所述的双目在线监测平台包裹在一个密封空间里；本发明可以有效地避免活泼金属在激光增材制造过程中的氧化问题，从而保证了零件的力学性能。同时对激光增材制造过程中的熔池进行两个方向的实时监测。

技术领域

本发明属于涉及激光增材制造技术领域，具体涉及一种惰性气体下的激光增材制造在线监测平台。

背景技术

激光增材制造技术在金属零件制造领域中拥有越来越广泛的应用。虽然该技术具有许多优点，如节省材料、加工迅速、可加工复杂零件等，但在实际应用中，在加工活泼金属零件时往往会出现氧化的现象，导致其力学性能不符合预期。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种惰性气体下的激光增材制造在线监测平台，本发明设置密封装置，可以有效地避免活泼金属在激光增材制造过程中的氧化问题，从而保证了零件的力学性能。同时本发明通过双目在线监测平台，可以通过侧面和正面两个在线监测平台对激光增材制造过程中的熔池进行两个方向的实时监测。这些监测平台可以通过采集激光增材制造过程中的视频数据，并通过计算机算法进行处理，从而获得熔池形貌和沉积层的建模和实时监测。与现有的激光增材制造技术相比，本发明提供了一种更精确、可靠的在线实时监测平台，可以有效地提高活泼金属激光增材制造的成功率。

一种惰性气体下的激光增材制造在线监测平台，包括安装在激光头上的密封装置和双目在线监测平台，所述双目在线监测平台包括两套完全相同的在线监测平台分别安装在激光头的正面和侧面，所述密封装置与激光头通过螺栓连接，将激光头以及所述的双目在线监测平台包裹在一个密封空间里；所述密封装置包括密封圆盘、卡箍、橡胶圈、胶条、密封袋，所述所述密封圆盘为圆盘状，其中心位置设有方形通孔，方形通孔的四边设有向上凸起的薄壁连接板，通过螺栓使薄壁连接板与激光头连接；所述密封袋的开口处通过卡箍和橡胶圈固定在所述密封圆盘的外周。

进一步地，所述密封圆盘沿方形通孔的对角线分为左圆盘和右圆盘两部分，在左圆盘和右圆盘的分割线处设有向上凸起的短连接板，短连接板上设有通孔，用于将左圆盘和右圆盘通过螺栓连接在一起；在所述的左圆盘和右圆盘上分别贯穿设有保护气体连接孔、冷却水连接孔和送粉管连接孔，用于将激光头的保护气管、冷却水管和送粉管引出。

进一步地，所述左圆盘和右圆盘的底面一侧设有凹槽，用于与在线监测平台相连，所述凹槽的底部设有螺纹孔用于与在线监测平台的通孔相连。

进一步地，所述密封袋是透明塑料袋，在密封袋上设置有一个穿袋连接头，用于通过相机的数据传输线、电源线以及后续传感器的数据传输线以及各装置仪器的控制线，用以连接电脑对各装置的进行控制。

进一步地，每套所述的在线监测平台包括承托支架、X轴粗调滑轨、XY轴微调平台、Z轴微调平台、R轴微调平台、相机夹具、延长板以及两块连接板；其中承托支架与激光头300连接， X轴粗调滑轨通过螺纹连接在承托支架的承托面，连接板与X轴粗调滑轨通过螺纹连接后，再与XY轴微调平台通过螺纹连接，连接板置于X轴粗调滑轨的下方， XY轴微调平台置于连接板下方，延长板与XY轴微调平台通过螺纹连接后，再与Z轴微调平台通过螺纹连接，延长板置于XY轴微调平台下方， Z轴微调平台位于延长板的下方，连接板与Z轴微调平台连接后，再与R轴微调平台连接，连接板位于Z轴微调平台的右方， R轴微调平台位于连接板的右方，相机夹具与R轴微调平台通过螺纹连接，相机夹具位于R轴微调平台的右方。

进一步地，所述承托支架为L型三角支架，并在其承托面开有连接槽用于连接X轴粗调滑轨的滑台。

进一步地，所述X轴粗调滑轨采用倒挂的方式，利用底部的螺纹孔与承托支架的连接槽进行螺纹连接，使得X轴粗调滑轨位于承托支架下方；所述X轴粗调滑轨由滑台和滑轨组成，所述滑台通过滚珠丝杆固定在滑轨上。