[实用新型]棒料外表面高速激光熔覆装置

说明书

本实用新型公开了一种棒料外表面高速激光熔覆装置，包括机台、可回转地设置在所述机台上且用于夹持棒料工件的夹持座、由机械手臂驱动运动的激光熔覆头，以及发出激光束的激光器，所述的激光熔覆头包括近端与所述激光器连接且具有激光入射通道的导光座、沿所述激光入射通道自后向前依次设置的准直镜组、第一微透镜阵列、第二微透镜阵列、第一柱聚焦镜、第二柱聚焦镜及保护镜，以及设置在所述导光座远端的熔覆加工头。在对棒料工件外表面进行激光熔覆加工的过程中，仅需要驱使棒料工件旋转，以及驱使激光熔覆头沿棒料工件的长度方向平移运动即可，加工操作方便且效率高；单次熔覆形成的熔覆层宽很多，能够显著地提升熔覆的效率与熔覆平整度。

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆领域，具体涉及一种棒料外表面高速激光熔覆装置。

背景技术

现有技术中，棒料外表面激光熔覆系统是将准直出来的圆形激光束通过聚焦镜在棒料外表面聚焦成圆形光斑。圆形光斑与送入其中的粉末耦合作用，可在棒料外表面形成熔覆层。聚焦镜在熔覆基体上形成的圆形光斑直径一般为1-3mm，而且是高斯圆形光斑，这将会导致熔覆形成的单道熔覆层较窄、表面不平整，熔覆的效率不高等诸多缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种棒料外表面高速激光熔覆装置，以提升激光熔覆加工效率与质量。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种棒料外表面高速激光熔覆装置，所述激光熔覆装置包括机台、可回转地设置在所述机台上且用于夹持棒料工件的夹持座、由机械手臂驱动运动的激光熔覆头，以及发出激光束的激光器，所述的激光熔覆头包括近端与所述激光器连接且具有激光入射通道的导光座、沿所述激光入射通道自后向前依次设置的准直镜组、第一微透镜阵列、第二微透镜阵列、第一柱聚焦镜、第二柱聚焦镜及保护镜，以及设置在所述导光座远端的熔覆加工头，其中，所述第一微透镜阵列包括以第一方向阵列排布的多个第一微透镜，所述第二微透镜阵列包括以第二方向阵列排布的多个第二微透镜，所述第一方向与所述第二方向相互垂直且均垂直于所述激光入射通道内激光的投射方向；所述第一柱聚焦镜与所述第二柱聚焦镜呈正交方向设置。

优选地，所述第一微透镜具有接收激光束的第一入射面，所述第二微透镜具有接收激光束的第二入射面，所述第一入射面、所述第二入射面均为迎着投射的激光束自前向后拱起的弧形面。

优选地，所述第一柱聚焦镜具有第一聚焦面，所述第二柱聚焦镜具有第二聚焦面，所述第一聚焦面、所述第二聚焦面均为顺着激光束投射的方向自后向前拱起的弧形面。

优选地，所述导光座旁还附设有附加座，所述附加座上设置有用于监控所述熔覆加工头下方加工状况的摄像机，所述附加座与所述导光座之间还设有用于将所述激光入射通道内的光束反射至所述摄像机的反射镜组。

进一步地，所述反射镜组包括设于所述激光入射通道内的反射透射镜、设于所述附加座上的反射镜，所述反射镜具有将自所述反射透射镜的出光面投射出的光束反射后投射至所述摄像机的反射面。

更进一步地，所述反射透射镜在所述激光入射通道内设置在所述准直镜组与所述第一微透镜阵列之间。

优选地，所述熔覆加工头包括附接在所述导光座远端且具有出光通道的出光嘴，以及设置在所述出光嘴外侧部上的送粉喷嘴。

进一步地，所述出光嘴具有沿周向相接的四个外侧面，每个所述外侧面均为自后向前逐渐向中间倾斜延伸的斜面，所述送粉喷嘴设置有两个，两个所述送粉喷嘴分设于其中相对的两个所述外侧面的外侧，每个所述送粉喷嘴上均设有沿自身宽度方向间隔分布的多个送粉通道。

优选地，所述机械手臂至少具有用于夹持安装所述激光熔覆头的驱动臂，所述驱动臂至少能够沿所述棒料工件的长度延伸方向平移地设置。

进一步地，所述机台上还设置有能够沿所述棒料工件的长度方向位置可调整地设置的多组移动支架，所述移动支架的顶部具有弧形且能够供所述棒料工件回转地支撑于其上的支撑座。