激光修复装置的制作方法

本申请涉及一种激光修复装置，属于材料加工领域。
背景技术：
：航空航天航海领域中核心零部件由于所处环境恶劣，容易造成损坏，需要经常性的更换，增加了企业的生产成本，加重了企业的负担，降低了企业的竞争力。部分核心零件国内没有生产加工能力，重新设计研发符合性能要求的零件挑战极大，即使有数据重新生产也需要较长生产周期。目前制造企业对核心零件的修复工艺却达不到精确和力学性能要求。目前针对激光修复和逆向工程的研究是分开单独进行，并未将二者很好的联系起来。这是由于三维扫描仪体积庞大，后期数据处理和三维重构步骤繁琐，且三维扫描仪与激光修复系统集成性差。现有技术中针对激光修复完的零件多采用机械加工修复零件使其表面光滑平整，但机械加工精度差，自动化程度低，并且大型零件无法放置与修复平台进行修复，修复后力学性能也无法满足工业使用的要求。还有部分企业采用激光修复，但激光修复过程中需用人眼定位，定位精度较低，修复工艺不完整，修复后零件精度无法满足工业使用的要求。技术实现要素：根据本申请的一个方面，提供了一种激光修复装置，该装置体积小巧，对破损区域定位精度远高于人眼定位，并且装置便于移动并靠近大型部件进行修复作业。本申请提供了一种激光零件智能修复装置，包括：机械手臂、线激光扫描仪、增材激光模块和减材激光模块，所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块的操作端分别设置于所述机械手臂的操作端上。可选地，所述增材激光模块包括：熔覆头，所述熔覆头设置于所述机械手臂的操作端上。可选地，所述增材激光模块还包括：激光器和送粉器，所述激光器与所述熔覆头光路连接；所述送粉器与所述熔覆头管路连接，并向所述熔覆头输送粉体材料。可选地，所述减材激光模块包括：振镜，所述振镜设置于所述机械手臂的操作端上。可选地，所述减材激光模块还包括：激光器，所述激光器与所述振镜光路连接。可选地，还包括圆盘，所述圆盘沿其轴向中心转动安装于所述机械手臂的操作端上；所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块的操作端分别设置于所述圆盘上，并随所述圆盘转动。可选地，还包括：控制模块，所述控制模块分别与所述线激光扫描仪、所述增材激光模块和所述减材激光模块控制连接。所用控制模块可以为plc控制模块。可选地，还包括：数据处理模块，与所述线激光扫描仪电连接。可选地，还包括显示模块，所述显示模块与所述数据处理模块电连接。数据处理模块和显示模块，可集成为pc计算机。可选地，还包括：车辆载具，所述激光修复装置搭载于所述车辆载具上。本申请能产生的有益效果包括：1)本申请所提供的激光修复装置，通过激光扫描仪对修复区域进行信息采集和定位，之后对缺陷部位进行三维重构，重构准确度高。将扫描仪、熔覆头以及振镜集合在机器人手臂上，集成为一个完整的激光智能修复装置，自动化程度高，因此，该激光零件智能修复装置的开发具有很重要的意义。2)本申请所提供的激光修复装置，针对大型零件难以移动的问题，采用本申请提供的装置，可对零件的核心部分进行激光原位修复。修复后核心部件能满足航空航天航海领域关键零部件加工高精度、高光洁度、高性能的要求。现有修复方法包括多个必须步骤例如数据采集、激光修复、机械加工等，本申请提供装置修复过程全部由激光实现，自动化程度更强，修复后零件质量更高，更能满足工业化的需求。3)本申请所提供的激光修复装置，将线激光扫描仪和激光修复系统集成为一体，并安装于车辆载具上，实现修复装置整体可移动，可靠近大型核心零部件进行修复，解决了大型零部件难以移动不能实时修复的问题。修复后零部件满足航空航天航海领域内对关键零部件加工精度、光洁度、洁净度的要求。附图说明图1为本申请一种实施方式中激光修复装置结构示意图；图2为本申请一种实施方式中机械手臂立体结构示意图；部件和附图标记列表：附图标记部件名称附图标记部件名称1机械手臂3线激光扫描仪2圆盘4振镜5熔覆头-------具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。参见图1，本申请提供的激光修复装置，包括：机械手臂1、线激光扫描仪3、激光器、振镜4和熔覆头5。激光器产生激光用于融化覆材或切削多余覆材。激光器的出光端分别与振镜4、熔覆头5光路连接。熔覆头5还与送粉器管路连接，送粉器将熔覆头5修复破碎区域所需覆材输送至熔覆头5处，在激光照射下，粉体熔化并附着与破损区域实现对破损区域发修复。可选地，线激光扫描仪3、振镜4和熔覆头5设置于机械手臂1的操作端上。参见图2，可选地，所述机械手臂1包括：圆盘2，所述圆盘2沿所述圆盘2的中心转动地安装于所述机械手臂1的操作端上，所述线激光扫描仪3、所述振镜4和所述熔覆头5分别间隔安装于所述圆盘2上，并随所述圆盘2的转动切换。可选地，所述圆盘2沿其周向等分为3份，两两相邻份之间设置定位点，所述圆盘2转动至定位点时，停止转动。转动区域，所述圆盘2所述线激光扫描仪3、所述振镜4和所述熔覆头5随所述圆盘2转动后，在定位点处停止转动，并使线激光扫描仪3、所述振镜4或所述熔覆头5面向破损区域，便于控制操作精度和操作稳定性，避免操作过程中，器件发生移动，影响精度。该激光修复装置集成线激光扫描仪3、增材激光模块以及减材激光模块为一体于机器人上，通过控制系统对破损零件进行智能修复，扫描仪、熔覆头5和振镜4之间可以相互切换，实现对零件的精准定位，然后进行智能修复。可选地，还包括冷水机，冷水机用于对激光器进行降温，以延长激光器工作时间。可选地，还包括控制模块，所述控制模块分别与线激光扫描仪3、激光器、送粉器、振镜4和熔覆头5控制连接。操作人员可通过控制模块，远距离对各部件的工作状态进行控制。还包括，数据处理模块，与线激光扫描仪3电连接，用于对线激光扫描仪3采集得到的数据进行三维重构。先通过线激光扫描仪对待修复零件缺陷部位进行数据采集，然后通过数据处理模块进行三维重构得到破损区域的形貌和尺寸，将相关文件进行格式转化传输至增材激光模块，增材修复完成后对修复零件进行再次扫描，进行三维重构，观察修复区域覆材是否高于破损区域，若不足则进行再次增材修复，若高出则将多出部分形貌尺寸文件传递给减材模块进行多余材料的去除。重复以上步骤，直到得到修复零件表面光滑完整。可选地，为提高整体装置移动性能，还包括车辆载具，所述装置搭载于所述车辆载具上。参见图1，本申请提供的装置体积小巧便于移动，可根据需要靠近待修复部件进行作业，尤其适用于大型、难以移动部件的修复。本领域技术人员可以根据维修手册或机务一线调研评估待处理部件是否可以修复。根据评估结构进行操作。本申请所提供的激光修复装置，使用时，首先对破损零件进行激光扫描采集缺陷部分的形貌和尺寸，并对零件进行定位和三维重构，然后将数据信息传递给激光修复系统(激光增材模块)对其进行修复，接着进行再次扫描得到增材修复后区域形貌尺寸和高度信息，传输至激光修复系统(激光减材模块)进行多余材料的去除和抛光，重复上述步骤，直到零件表面光滑且力学性能满足要求。该装置在激光修复精密零件的基础上，结合激光扫描仪，解决了激光修复定位难和修复加工精度低的问题。满足航空航天、航海等大型器件上部分核心精密零件破损的修复问题。实施例1本实施例为某大型航母核心部件修复模拟实验，略去移动小车，待修复零件放置在加工平台上。参见图1，本实施例中激光零件智能修复装置包括：机械手臂1、圆盘2、线激光扫描仪3、熔覆头5和振镜4。所述圆盘2安装于机器人手臂的操作端上，所述圆盘2盘面上间隔设至少三个安装位，线激光扫描仪3、熔覆头5和振镜4分别安装于三个安装位上。机器人手臂根据控制指令转动圆盘2，以使线激光扫描仪3、熔覆头5和振镜4分别正对待修复的操作区域。参见图1，激光部包括：激光器、熔覆头5、送粉器、振镜4、冷水机。激光器分别与熔覆头5、振镜4光路连接。冷水机用于对激光器进行冷却降温。送粉器用于向熔覆头5输送粉体，并与之管路连接。本实施例中，激光器包括第一激光器和第二激光器。第一激光器与熔覆头5光路连接；第二激光器与振镜4光路连接。控制模块分别与机械手臂1、激光器、熔覆头5、线激光扫描仪3、送粉器、振镜4控制连接，根据需要对各器件的操作进行控制。机器人手臂为kuka生产的kr-60-3，激光器1使用的是rofin的fl040激光器，激光器2使用的是锐科的rfl-p100m。冷水机为三河市同飞制冷设备有限公司生产的双温冷水机。送粉器为中科煜晟生产的送粉器，熔覆头为苏州大学生产、振镜为北京世纪桑尼科技有限公司生产。线激光扫描仪是日本基恩士公司生产的lj-v7060线激光扫描仪。保护气为氩气，分别连接于增材激光模块的熔覆头和减材激光模块的振镜下面零件旁边。本申请提供激光零件智能修复装置进行修复时：步骤s1：将上述修复装置移动至待修复零件附近；步骤s2：线激光扫描仪针对待修区域，扫描零件破损区域，采集该区域数据信息；步骤s3：处理数据得到破损区域中缺陷部分形貌和尺寸的三维重构数据。步骤s4、机械手臂上圆盘转动切换为熔覆头面对破损区域，将所得三维重构数据格式转化后导入激光修复系统，控制熔覆头进行增材修复；步骤s5、机械手臂上圆盘转动切换为线激光扫描仪对初次覆材区域扫描并采集数据。步骤s6、根据采集的数据确定破损区域表面多余修补材料的范围和高度，得到多余材料数据信息，并且进行三维重构然后与完整零件进行布尔运算得到多余材料的形貌和尺寸。步骤s7、根据多余材料数据格式转化后传递给控制振镜对破损区域进行激光减材处理。步骤s8、重复2～7步骤，直到扫修复零件表面光滑，且待修复零件力学性能达到所需要求。以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。当前第1页1 2 3