[发明专利]一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴

说明书

一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，熔覆头外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头四周；送粉装置包括上送粉部和下送粉部；调节装置包括固定套设在熔覆头上的套筒和可转动地套设在熔覆头上的转盘，且套筒位于转盘的上方；上送粉部固定设置在套筒上，下送粉部固定设置在转盘上；转盘还连接有驱动装置，驱动装置包括沿转盘的外周边设置的齿轮段和与齿轮段相配合的主动齿轮，主动齿轮设置在转盘的一侧，且主动齿轮与电机的输出轴固定相连；还包括用于监测电机的转动角度的角度监测装置和中央控制器，中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连。

技术领域

本发明涉及一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴。

背景技术

随着激光熔覆技术的不断发展和工业用途的增加，加工零件的几何形状越来越复杂，使得加工过程中需要改变熔覆轨迹的宽度。在加工过程中，通过直接在竖直方向移动激光熔覆头，改变激光光束焦点的位置，可以改变工件表面光斑的大小。现有一种新型的变焦激光熔覆头，通过移动激光熔覆头内部的移动镜头组系统，即可在加工过程中随时改变加工零件表面光斑的大小，在线改变熔覆轨迹宽度。

普通的激光同轴送粉喷嘴并不能根据激光光束焦点的位置实时调整粉末汇聚点直径，使得零件表面光斑的大小与粉末汇聚点直径的大小不匹配，不能实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层，成型效率、粉末利用率不高，这无疑限制了激光熔覆技术的推广应用，激光熔覆行业需要一种经济、高效的激光熔覆结构来满足实际的需求。

发明内容

为克服背景技术中存在的缺陷，本发明提供一种粉末汇聚点的直径大小可以根据加工零件表面的光斑直径实时动态调整的可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，包括熔覆头，所述熔覆头沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有激光出口；所述熔覆头外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头四周；

所述送粉装置包括上送粉部和下送粉部；所述调节装置包括固定套设在熔覆头上的套筒和可转动地套设在熔覆头上的转盘，且套筒位于所述转盘的上方；所述上送粉部固定设置在套筒上，所述下送粉部固定设置在转盘上；

所述上送粉部包括若干根间隔排列在套筒外周的上送粉管，所述上送粉管向套筒的上部延伸，所述上送粉管包括用于与送粉器连接的第一进口和用于与下送粉部对接的第一出口；所述第一进口位于套筒的上方，所述第一出口位于套筒的下方；

所述下送粉部位于转盘的的下方，所述下送粉部包括若干组下送粉管组，上送粉部与其中任意一组下送粉管组连通，且每组下送粉管组包括若干根用于一一对接上送粉管的下送粉管；组内下送粉管孔径相同，任意两组的下送粉管的孔径不同；下送粉管的延长线与熔覆头的中轴线的延长线相交，以保证来自激光出口的激光与来自下送粉管的出口的粉体汇聚；

下送粉管包括用于与第一出口对接的第二进口和向熔覆头靠拢的第二出口，且第一出口和第二进口通过开设在转盘上的通孔连通，通孔上下贯通转盘，且通孔包括用于与第二进口连通的底口和用于与第一出口连通的顶口，

所述转盘还连接有驱动装置，所述驱动装置包括沿转盘的外周边设置的齿轮段和与所述齿轮段相配合的主动齿轮，所述主动齿轮设置在转盘的一侧，且主动齿轮与电机的输出轴固定相连；

还包括用于监测电机的转动角度的角度监测装置和中央控制器，所述中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连。

进一步，所述角度监测装置为设置在电机输出轴上的角位移传感器，所述角位移传感器将监测到电机的转动角度信息输送给中央控制器，中央控制器根据接收到的电机的转动角度信息计算出转盘的转动角度，且中央控制器根据转盘的转动角度控制电机的启停。