[发明专利]一种激光熔覆自调节装置和自调节方法

说明书

本发明提出一种激光熔覆自调节装置和自调节方法，所述装置包括主轴电机、卡盘、立柱、Z轴模组、支架、激光熔覆头、第一测距传感器、控制系统、底座、主轴座、X轴模组、第二测距传感器、尾座和熔覆材料输入机构，第一测距传感器实时检测工件待熔覆表面与激光熔覆头间的距离，第二测距传感器实时检测工件已熔覆表面与激光熔覆头之间的距离。本发明通过创新设置自动定高控制和精准时差控制，实时监测熔覆头和工件间的距离，实现了熔覆头和工件间距离的自动调节，保证了熔覆头和工件间的距离恒定；同时实时监测熔覆前后高度差，精准控制执行时间，动态调节工艺条件，保证了熔覆层厚度的恒定，解决了现有激光熔覆技术的发展瓶颈问题。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其是涉及一种激光熔覆自调节装置和自调节方法。

背景技术

零部件腐蚀是机械设备损伤的主要原因，零部件防蚀能力的优劣直接关系到机械设备的安全运行，通过激光将合金粉末或合金丝材熔覆在工件表面是最近发展起来的防腐蚀技术，称之为激光熔覆技术，这种技术要求母材、熔覆材料、激光焦点三者相交形成熔池，改变距离就会改变激光的质量，受限于熔覆设备的精度，熔覆过程中的热变形，再制造旧件本身的表面缺陷等问题，都可能会导致熔覆头和工件之间的距离处于动态的变化之中。因此受限于不同种类的工件，材料利用率不相同，或者每批次材料本身的差异，熔覆厚度波动等，现有技术中的激光熔覆设备因没有自调节功能而无法保证熔覆头与工件之间的距离恒定以及熔覆层厚度恒定，阻碍了激光熔覆技术的发展。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种全新结构激光熔覆自调节装置和自调节方法，通过创新设置自动定高控制和精准时差控制，达到实时监测熔覆头和工件之间的距离，实现了熔覆头和工件之间距离的自动调节，保证了熔覆头和工件之间的距离能够始终恒定；同时实时监测熔覆前后的高度差，精准控制执行时间，动态调节工艺条件，很好的保证了熔覆层厚度的恒定，解决了现有激光熔覆技术的发展瓶颈问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种激光熔覆自调节装置，包括：主轴电机1、卡盘2、立柱4、Z轴模组5、支架6、激光熔覆头7、第一测距传感器8、控制系统9、底座10、主轴座11、X轴模组12、第二测距传感器13、尾座15和熔覆材料输入机构16，所述主轴座11安装在所述底座10上，所述主轴电机1和卡盘2安装于所述主轴座11上，且所述主轴电机1的驱动轴与所述卡盘2联动，所述尾座15安装于所述底座10上，由所述尾座16和卡盘2共同夹持待熔覆的工件3，所述X轴模组12固定在所述底座10上，所述立柱4安装于所述X轴模组12上并能够在X轴模组的驱动下沿X轴方向进行前后移动，所述Z轴模组5固定在立柱4上，所述支架6安装在Z轴模组5上并能够在Z轴模组的驱动下沿Z轴方向进行上下移动，所述激光熔覆头7、第一测距传感器8、第二测距传感器13固定安装于所述支架6上，所述熔覆材料输入系统16连接于所述激光熔覆头，所述控制系统9连接于所述第一测距传感器8、第二测距传感器13、X轴模组12、Z轴模组5、主轴电机1和熔覆材料输入机构16；

所述第一测距传感器8用于实时检测工件的待熔覆表面与激光熔覆头之间的第一实际距离，并将所述第一实际距离实时传送给控制系统9，所述控制系统9基于所述第一实际距离与预设的标准距离生成对Z轴模组的控制信号，并且在所述激光熔覆头在工件的待熔覆表面的熔覆位置到达所述第一测距传感器在工件的待熔覆表面的当前检测位置时，向所述Z轴模组输出所述控制信号，以将所述第一实际距离向着预设的标准距离调节；

所述第二测距传感器8用于实时检测工件的已熔覆表面与激光熔覆头之间的第二实际距离，并将所述第二实际距离实时传送给控制系统9，所述控制系统基于第一测距传感器8在第二测距传感器的当前检测位置时所检测的第一实际距离和所述第二实际距离计算得到熔覆层实际厚度，并基于所述熔覆层实际厚度与预设的熔覆层标准厚度生成对所述主轴电机1、X轴模组2和熔覆材料输入系统16的控制信号，以将所述熔覆层实际厚度向着预设的熔覆层标准厚度调节。