一种激光熔覆及焊接设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光熔覆及焊接技术领域，特别涉及一种激光熔覆及焊接设备。
【背景技术】
[0002]激光熔覆是一种通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法。该方法通过在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，可显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺特性，从而达到表面改性或修复的目的。
[0003]激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，即激光辐射加工热工件表面，使其表面热量通过热传导向其内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，进而实现快速焊接。
[0004]目前，市场上激光熔覆和焊接这类设备主要是平面激光加工作业，采用数控机床搭载激光器来单独实现激光熔覆或激光焊接功能，无法实现三维柔性作业且设备占用体积大；一些市面上的机器人三维柔性加工系统，大多是将激光器分束为两束激光，作为光源分别搭载到两个机器人，以实现激光熔覆和激光焊接的功能，虽然实现了柔性三维加工，但成本相对高昂且占地面积大，造成设备性价比较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种激光熔覆及焊接设备，其目的是为了解决现有平面作业的激光熔覆和焊接设备无法实现三维柔性作业，机器人三维柔性加工系统成本高昂且占地面积较大等问题。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种激光熔覆及焊接设备，该设备包括:机器人系统、焊接平台、熔覆工作台以及操作控制系统；其中，
[0007]机器人系统包括:二维机床，与二维机床螺接的机器人；机器人上设有激光/焊接头;
[0008]焊接平台以及熔覆工作台分别位于二维机床的两侧；
[0009]操作控制系统包括:用于安装外界控制系统的控制台、气动柜、机器人电柜、空压机、控制电柜、激光器以及水冷机；气动柜、空压机、激光器以及水冷机均与激光/焊接头通过管路相连通；
[0010]控制台的数据输出端分别与机器人电柜的数据输入端以及控制电柜的数据输入端连接；控制电柜的数据输出端分别与气动柜、空压机、激光器、水冷机、激光/焊接头、焊接平台以及熔覆工作台连接；机器人电柜的数据输入端分别与机器人的数据输入端以及二维机床的数据输入端连接。
[0011]进一步地，机器人的高度可调。
[0012]进一步地，该设备还包括稳压电源，二维机床以及激光器均与稳压电源的输出端连接。
[0013]进一步地，激光/焊接头设有调焦红光。
[0014]进一步地，焊接平台设有用于固定工件的夹具。
[0015]进一步地，熔覆工作台设有用于固定工件的旋转卡盘和顶尖。
[0016]本实用新型的上述方案有如下的有益效果:
[0017]本实用新型将激光熔覆设备及激光焊接设备集成于一体，采用激光器作为光源，搭载机器人及操作控制系统，组成多轴联动的柔性高精度激光加工系统，可完成高精度三维柔性激光加工作业。本实用新型可完成复杂的平面直线、圆弧及任意轨迹的熔覆和焊接，针对不同形状的受损金属工件表面进行熔覆强化、修复及焊接；本实用新型结构简单，占地体积小，性价比和灵活度较高。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的激光熔覆及焊接设备的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的激光熔覆及焊接设备的电气连接图。
[0020]附图标记说明:
[0021]1、机器人系统；2、焊接平台；3、熔覆工作台；4、操作控制系统；5、机器人；6、二维机床；7、激光/焊接头；8、控制台；9、气动柜；10、机器人电柜；11、空压机；12、控制电柜；
13、激光器；14、水冷机；15、稳压电源。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0023]如图1所示，本实用新型针对现有的问题提供了一种激光熔覆及焊接设备，包括:机器人系统1、焊接平台2、熔覆工作台3以及操作控制系统4 ;其中，
[0024]机器人系统I包括:二维机床6，与二维机床6螺接的机器人5 ;机器人5上设有激光/焊接头7 ;在本实用新型工作的过程中，二维机床6可带动机器人5实现横向以及纵向的平移，在工件固定以后，无需再移动工件即可完成激光熔覆以及焊接；进一步地，机器人5的高度可调，也就是说，激光/焊接头7的高度可调，激光/焊接头7可实现Z向移动，该结构与二维机床6的配合实现了三维加工作业。
[0025]进一步地，激光/焊接头7设有调焦红光，用于激光焊接时，实现焊接焦点的找寻。
[0026]焊接平台2以及熔覆工作台3分别位于二维机床6的两侧；本实用新型中，激光焊接及激光熔覆共用一套机器人系统I及操作控制系统4 ;进行激光焊接时，机器人5转向焊接平台2 ;进行激光熔覆时，机器人5转向熔覆工作台3即可，节省了设备制造成本。
[0027]进一步地，焊接平台2设有用于固定工件的夹具。
[0028]进一步地，熔覆工作台3设有用于固定工件的旋转卡盘和顶尖；
[0029]操作控制系统4包括:用于安装外界控制系统的控制台8、气动柜9、机器人电柜
10、空压机11、控制电柜12、激光器13以及水冷机14 ;气动柜9、空压机11、激光器13以及水冷机14均与激光/焊接头7通过管路相连通。
[0030]其中，机器人电柜10用于控制机器人5的移动以及机器人5与二维机床6的配合；空压机11与气动柜9相配合，用于提供激光熔覆以及激光焊接所需气体，并使所提供的气体符合工艺要求；激光器13用于提供激光熔覆及激光焊接所需的激光光源，是整个设备的能量中心；水冷机14用于控制激光器13以及激光/焊接头7处于恒温工作状态。
[0031]参见图2，控制台8的数据输出端分别与机器人电柜10的数据输入端以及控制电柜12的数据输入端连接；控制台8内安装外界控制系统，驱动机器人电柜10以及控制电柜12，机器人电柜10驱动机器人5以及二维机床6，控制电柜12驱动气动柜9、空压机11、激光器13、水冷机14、激光/焊接头7、焊接平台2以及熔覆工作台3，进而实现整套设备的工作过程的控制。
[0032]控制电柜12的数据输出端分别与气动柜9、空压机11、激光器13、水冷机14、激光/焊接头7、焊接平台2以及熔覆工作台3连接；机器人电柜10的数据输入端分别与机器人5的数据输入端以及二维机床6的数据输入端连接。
[0033]继续参见图1，该设备还包括稳压电源15，二维机床6以及激光器13均与稳压电源15的输出端连接，稳压电源15用于控制整套设备的电源稳定性。
[0034]在进行激光熔覆的过程中，首先将工件固定在旋转卡盘与顶尖上，由控制台8内安装的外界控制系统，控制整套设备的工作过程即可；在进行激光焊接的过程中，首先将工件通过夹具固定在焊接平台2上，由控制台8内安装的外界控制系统，控制整套设备的工作过程即可。
[0035]本实用新型将激光熔覆设备及激光焊接设备集成于一体，采用激光器作为光源，搭载机器人及操作控制系统，组成多轴联动的柔性高精度激光加工系统，可完成高精度三维柔性激光加工作业以及复杂的平面直线、圆弧及任意轨迹的熔覆和焊接，针对不同形状的受损金属工件表面进行熔覆强化、修复及焊接；本实用新型结构简单，占地体积小，性价比和灵活度较高。
[0036]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种激光熔覆及焊接设备，其特征在于，包括:机器人系统(I)、焊接平台(2)、熔覆工作台⑶以及操作控制系统⑷；其中， 所述机器人系统(I)包括:二维机床￠)，与二维机床￠)的机器人(5)螺接；所述机器人(5)上设有激光/焊接头(7); 所述焊接平台(2)以及熔覆工作台(3)分别位于所述二维机床￠)的两侧； 所述操作控制系统(4)包括:用于安装外界控制系统的控制台(8)、气动柜(9)、机器人电柜(10)、空压机(11)、控制电柜(12)、激光器(13)以及水冷机(14);所述气动柜(9)、空压机(11)、激光器(13)以及水冷机(14)均与所述激光/焊接头(7)通过管路相连通； 所述控制台(8)的数据输出端分别与所述机器人电柜(10)的数据输入端以及控制电柜(12)的数据输入端连接；所述控制电柜(12)的数据输出端分别与所述气动柜(9)、空压机(11)、激光器(13)、水冷机(14)、激光/焊接头(7)、焊接平台⑵以及熔覆工作台(3)连接；所述机器人电柜(10)的数据输入端分别与所述机器人(5)的数据输入端以及二维机床(6)的数据输入端连接。2.如权利要求1所述的激光熔覆及焊接设备，其特征在于，所述机器人(5)的高度可调。3.如权利要求1所述的激光熔覆及焊接设备，其特征在于，所述设备还包括稳压电源(15)，所述二维机床(6)以及激光器(13)均与所述稳压电源(15)的输出端连接。4.如权利要求1所述的激光熔覆及焊接设备，其特征在于，所述激光/焊接头(7)设有调焦红光。5.如权利要求1所述的激光熔覆及焊接设备，其特征在于，所述焊接平台(2)设有用于固定工件的夹具。6.如权利要求1所述的激光熔覆及焊接设备，其特征在于，所述熔覆工作台(3)设有用于固定工件的旋转卡盘和顶尖。7.如权利要求1所述的激光熔覆及焊接设备，其特征在于，所述水冷机(14)与所述激光/焊接头(7)通过水路相连通，所述气动柜(9)、空压机(11)以及激光器(13)与所述激光/焊接头(7)通过气路相连通。
【专利摘要】本实用新型提供了一种激光熔覆及焊接设备，该设备包括：机器人系统、焊接平台、熔覆工作台以及操作控制系统；其中，机器人系统包括：二维机床，与二维机床螺接的机器人；机器人上设有激光/焊接头；焊接平台以及熔覆工作台分别位于二维机床的两侧；操作控制系统包括：用于安装外界控制系统的控制台、气动柜、机器人电柜、空压机、控制电柜、激光器以及水冷机；气动柜、空压机、激光器以及水冷机均与激光/焊接头通过管路相连通；控制台的数据输出端分别与机器人电柜的数据输入端以及控制电柜的数据输入端连接。本实用新型可完成复杂的平面直线、圆弧及任意轨迹的熔覆和焊接；本实用新型结构简单，占地体积小，性价比和灵活度较高。
【IPC分类】B23P23/04
【公开号】CN204893414
【申请号】CN201520484666
【发明人】段金鹏
【申请人】汇能光电有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月7日