专利名称：一种用于轧辊工作面激光熔覆的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光加工技术领域，具体地说是ー种用于轧辊工作面激光熔覆的设备。
背景技术：
轧辊是轧钢过程的关键部件，轧钢时钢坯通过轧辊辊型轧制而直接压出扎材，轧辊辊面的质量直接影响轧制钢材表面的质量、轧机作业率和生产成本及过钢量等。高效轧制技术的发展对轧辊质量提出了更高的要求，高強度、高耐磨性、耐腐蚀性成为衡量轧辊质 量的重要指标。从大量实践证明，轧辊的辊面磨损是其主要失效形式，严重影响轧制质量、轧制效率及生产成本。目前，在一般钢铁企业，轧辊由于磨损失效需要修复时，多采用车削或磨削方式修正辊型。这种方式对提高轧辊寿命意义不大，只是一种“补救”措施。一般一套轧辊轧制ー个工作周期后就要对其外圆进行修磨，经修磨后其轧制量会大大下降，且大约修磨3 5次后外圆过小将彻底报废。只有通过尺寸和性能的恢复才能真正解决轧辊修复问题，如轧辊堆焊技术是在轧辊表面上堆敷ー层具有一定性能材料的エ艺过程。轧辊堆焊的费用很低，而使用性能往往比新轧辊还高。堆焊旧轧辊的费用仅为新轧辊费用的30%，而轧制金属量却比新轧辊提高了 I 2倍。轧辊的堆焊过程须有严格的エ艺规范和操作规程，配以适当的焊接材料，以保证所焊接出的轧辊有很好的红硬性、高温耐磨性和较高的冲击韧性。常规的轧辊堆焊方法电弧堆焊，其优点是堆焊效率高，但堆焊过程热输入量很大，造成堆焊过程基材熔化量很大，对堆焊层的稀释很大，如埋弧焊稀释率为45 %，造成堆焊层成分不可控，性能无法保证，最終堆焊效果也不稳定。近年来，出现了大功率激光在轧辊表面进行激光熔覆エ艺的研究；获得低稀释率的激光熔覆耐磨合金熔覆层，与电弧相比，具有稀释率低(约O 10% )、熔层组织细密均匀的特点。然而，目前轧辊激光熔覆的设备均采用大功率CO2激光器，该激光器在金属对激光的吸收率和光束质量等方面与エ业化高功率操作光纤激光器相比都存在较大劣势。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的在于提供ー种用于轧辊工作面激光熔覆的设备。该用于轧辊工作面激光熔覆的设备满足轧辊表面进行激光熔覆エ艺的可实施性，同时获得的激光熔覆涂层满足轧辊恶劣的工作环境，提高了轧辊的性能和使用寿命。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案ー种用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于包括激光系统、机器人执行系统、激光熔覆头、自动供粉系统、在线局部预热系统、轧辊旋转系统及整机控制系统，其中激光系统、自动供粉系统和在线局部预热系统均与激光熔覆头连接，所述激光熔覆头位于轧辊旋转系统中待加工的轧辊的上方、并安装在所述机器人执行系统的执行端，所述机器人执行系统带动所述激光熔覆头上、下或沿轧辊的轴向移动，完成对轧辊的表面感应加热、粉末供给及激光整形；所述激光系统、自动供粉系统、在线局部预热系统及轧辊旋转系统均与所述整机控制系统电连接。所述激光系统包括激光器、操作光纤及激光聚焦系统，其中激光聚焦系统安装在所述激光熔覆头上，所述激光器通过操作光纤与激光聚焦系统连接，激光器与所述整机控制系统电连接。所述机器人执行系统包括机器人、机器人滑轨、机器人控制柜及机器人外部轴电机，其中机器人安装在机器人滑轨上，所述机器人滑轨通过机器人外部轴电机驱动，所述机器人的腕端连接所述激光熔覆头，所述机器人与机器人控制柜电连接。所述自动供粉系统包括气载送粉器、一级送粉管及料斗，其中料斗安装在所述激光熔覆头上，所述气载送粉器通过一级送粉管与料斗连通，所述料斗的上、下部分别设有上 限位置传感器和下限位置传感器，所述气载送粉器与所述整机控制系统电连接。所述料斗的底部连接有重力送粉主机，所述重力送粉主机通过二级送粉管与分粉器连接，所述分粉器通过三级送粉管与送粉嘴连接，所述送粉嘴对应于待加工轧辊的外表面，所述重力送粉主机与所述整机控制系统电连接。所述在线局部预热系统包括超音频感应电源、超音频水电管、便携变压器及感应器，其中超音频感应电源通过超音频水电管与便携变压器连接，所述便携变压器与感应器连接，所述便携变压器及感应器均安装在所述激光熔覆头上，所述超音频感应电源与所述整机控制系统电连接。所述在线局部预热系统还包括水冷机A，该水冷机A与所述超音频水电管连接、并通过超音频水电管对所述感应器进行冷却，所述水冷机A与所述整机控制系统电连接。所述轧辊旋转系统包括床头箱、卡盘、尾座及平台，其中床头箱与尾座分别安装在平台的两端，所述卡盘安装在床头箱的输出端，待加工轧辊安装在卡盘与尾座之间，所述床头箱通过变频电机驱动、并与所述整机控制柜连接。整机外围设有安全防护房，所述安全防护房包括防护围栏和防护门，其中防护门安装在防护栏上、并与所述整机控制系统电连接，所述防护栏上设有观察窗。所述激光熔覆头上设有测量轧辊表面温度的红外测温仪。本实用新型的优点及有益效果是I.本实用新型采用操作光纤传输式激光器对轧辊工作面进行表面激光熔覆，激光器通过操作光纤传输与激光熔覆头连接，激光熔覆头安装在机器人的腕端，实现机器人柔性加工，比CO2激光系统更易于集成；同时产生波长为I. 07微米的高功率激光束，激光束与轧辊表面作用时，可获得更高的吸收效率，比常规的CO2激光吸收效率提高2倍。2.本实用新型采用铸造机器人可适应长时间高温作业环境，可避免轧辊在熔覆过程中热辐射对机器人造成的损害。3.本实用新型的激光熔覆头的聚焦系统采用反射式结构，所有镜片采用直接水冷的铜镜进行高功率光束整形，最高可耐受12KW激光束，无热透镜效应，实现长时间连续出光要求，而不改变光束整形效果；激光熔覆头的采用重力送粉器结构，通过送粉嘴将合金粉末铺在轧辊熔覆位置，与气载式送粉结构相比，重力送粉的粉末利用率更高；激光熔覆头配有超音频感应器，实现熔覆位置的实时预热，并通过红外测温仪反馈信号给超音频感应电源，精确控制熔覆前基体的温度。4.本实用新型的在线局部预热系统采用分体式二次变压的超音频感应电源结构，比较常规整体式感应电源，主体变压器与ニ级变压器为柔性电缆连接，变压器和感应器的重量仅10公斤，可集成于机器人的弯端，实现柔性加工。5.本实用新型的自动供粉系统采用气载送粉器，为激光熔覆头的重力送粉器供应合金粉末，通过这种ニ级送粉的结构设计，可以实现不停机情况下添加合金粉末的效果，考虑ー级送粉非关键环节，采用过滤后的廉价的压缩空气作为动カ源，并气载送粉器送粉速度大于重力送粉器。6.本实用新型根据轧辊的机械性能、失效情况和轧辊表面激光熔覆的特点而设计，在轧辊表层获得耐磨、耐冲蚀的冶金结合熔覆层。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为图I中A-A剖视图；图3为图I中B-B剖视图；图4为图I中D-D剖视图；图5为本实用新型的激光熔覆头的结构示意图；图6为图5的左视图。其中1为激光器，2为操作光纤，3为超音频感应电源，4为整机控制拒，5为机器人，6为气载送粉器，7为机器人控制拒，8为冷水机A，9为机器人滑轨，10为尾座，11为平台，12为ー级送粉管，13为轧辊，14为激光熔覆头，15为防护门，16为防护围栏，17为床头箱，18为冷水机B，19为料斗，20为重力送粉主机，21为激光聚焦系统，22为十字连接板，23为聚焦激光束，24为熔覆层，25为合金粉末，26为送粉嘴，27为感应器，28为三级送粉管，29为分粉器，30为红外测温仪，31为ニ级送粉管，32为便携变压器，33为超音频水电管，34为下限位置传感器，35为上限位置传感器，36为卡盘。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进ー步描述。实施例I :如图I 3所示，本实用新型包括激光系统、机器人执行系统、激光熔覆头14、自动供粉系统、在线局部预热系统、轧辊旋转系统、整机控制系统、及冷却系统，其中激光系统、自动供粉系统和在线局部预热系统均与激光熔覆头14连接，激光熔覆头14位于轧辊旋转系统中待加工轧辊13的上方、并安装在所述机器人执行系统的执行端，所述机器人执行系统带动所述激光熔覆头14上、下或沿轧辊13的轴向移动，完成对轧辊13的表面感应加热、粉末供给及激光整形；所述整机控制系统设于整机控制柜4中，并控制激光系统、自动供粉系统、在线局部预热系统、乳棍旋转系统及冷却系统。所述激光系统包括激光器I、操作光纤2及激光聚焦系统21，其中激光器I与整机控制柜4电连接。激光器I为操作光纤传输式激光器，额定输出功率为2 IOkw,激光器I配置光耦合器，接ロ为QBH型，并通过操作光纤2与安装在激光熔覆头14上的激光聚焦系统21连接，操作光纤2的芯径为1000微米，长度为40米，操作光纤2的两端接头均采用QBH标准接头。激光器I通过冷水机B18冷却，冷水机B18与整机控制柜4电连接。[0032]所述机器人执行系统包括机器人5、机器人滑轨9、机器人外部轴电机及机器人控制柜7，其中机器人5安装在机器人滑轨9上，机器人滑轨9的运动通过机器人外部轴电机驱动。机器人5的腕端连接激光熔覆头14，机器人5与机器人控制柜7电连接。本实施例机器人5采用KR150-F铸造型机器人，可耐受100°C的工作环境，避免工作过程中轧辊热辐射对机器人造成热损伤。机器人控制柜7为现有技术。所述自动供粉系统包括气载送粉器6、一级送粉管12及料斗19，其中气载送粉器6与整机控制柜4电连接、并通过一级送粉管12与安装在激光熔覆头14上的料斗19连通，料斗19的上、下部分别设有上限位置传感器35和下限位置传感器34。气载送粉器6安装在机器人滑轨9上、并经过滤的压缩气体作用。本实施例选择压缩空气，气体压力为O. 2 O. 4Mpa。将合金粉末25与压缩气体混合,形成混粉气流，通过一级送粉管12传输到料斗19里面，经料斗19泄压，多余气体从料斗19顶部流出，合金粉末25在重力作用下留在料斗19底部。当合金粉末25高度达到上限位置，上限位置传感器35反馈信号给气载送粉器6，自动停止送粉；当合金粉末25的高度低于下限位置，下限位置传感器34反馈信号给气载送粉器6，自动开启送粉，实现实时自动供粉。料斗19上限和下限位置储粉量约O. 5升，按最大 用粉量68ml/min计算，气载送粉器6停止送粉时间为7分钟，这期间操作人员可以给气载送粉器6添加合金粉末25，而不影响送粉效果，满足连续激光熔覆的需要。料斗19的底部连接重力送粉主机20，重力送粉主机20与整机控制系统电连接、并通过二级送粉管31与分粉器29连接，分粉器29通过三级送粉管28与送粉嘴26连接，送粉嘴26对应于待加工轧棍13的外表面。所述在线局部预热系统包括超音频感应电源3、超音频水电管33、便携变压器32、感应器27及水冷机A8，其中超音频感应电源3安装在机器人滑轨9上、并与整机控制系统电连接，超音频感应电源3通过超音频水电管33与便携变压器32连接，便携变压器32与感应器27连接，便携变压器32与感应器27安装在激光熔覆头14上。水冷机A8与整机控制系统电连接、并通过超音频水电管33对感应器27进行冷却。激光熔覆头14上设有测量轧辊13表面温度的红外测温仪30。超音频感应电源3输入50Hz工业用电，产生15 25KHz的超音频感应电流，通过超音频水电管33输出到便携变压器32，经再次变压产生适于感应加热的超音频低压大电流，输出至感应器27并作用于轧辊13表面，通过电磁感应集肤效益，使轧辊13工作表面达到加热效果；根据预热温度要求450 600°C，红外测温仪30实时测量熔覆前轧辊13的表面温度，自动调整超音频感应电源3的输出功率，确保预热温度波动范围控制在±20°C。工作时，冷水机A8通过超音频水电管33将循环冷却水提供给感应器27，带走大电流在感应器27中产生大量的热积累。所述轧辊旋转系统包括床头箱17、卡盘36、尾座10及平台11，其中床头箱17与尾座10分别安装在平台11的两端，卡盘36安装于床头箱17的输出端，工作过程中，根据轧辊13的长度，移动尾座10的位置，然后将轧辊13安装在卡盘36与尾座10之间。轧辊13靠近尾座10 —端米用中心孔定位，靠近卡盘36 —端米用百分表校正,偏差度小于O. 05mm。激光熔覆头14位于待加工轧辊13的上方；床头箱17采用变频电机驱动、并与整机控制柜连接。床头箱17带有编码器，将轧辊13旋转位置反馈到整机控制柜4的PLC控制器，实现轧辊13旋转位置的精确控制。本实用新型的整机外围设有安全防护房，所述安全防护房包括防护围栏16和防护门15，其中防护门15安装在防护栏16上、并与整机控制系统电连接，防护栏16上设有观察窗。防护围栏16和防护门15均采用钢板结构，钢板厚度为1.5mm。观察窗采用激光波段的专用防护玻璃，能绝对屏蔽和防止激光泄漏，可以保证激光加工安全的进行，实现清洁的激光加工环境，还能使工作人员在外部观测激光加工过程。操作人员可以在安全房外操作设备的运转，提高了操作人员的安全性。安全防护房四周的防护围栏16均可设计成可拆卸式结构。安全防护门15使设备的维护等更加方便。激光熔覆头14包括十字连接板22及固定在十字连接板22上的料斗19、下限位置传感器34及上限位置传感器35、重力送粉主机20、ニ级送粉管31、分粉器29、三级送粉管28、送粉嘴26、超音频水电管33、便携变压器32、感应器27、激光聚焦系统21及红外测温仪30，其中十字连接板22安装于机器人5的腕端。激光熔覆头14的主要功能是感应加热、粉末供给和激光整形三部分组成。首先，激光的整形是由激光系统产生的激光、经操作光纤2传输到激光聚焦系统21上，激光聚焦系统21对光束进行扩束准直及积分聚焦，产生焦点位置为线形的聚焦激光束23。聚焦激光束23的宽度为2mm，长度为15 25mm、可调节；整个光学整形镜片均采用直接水冷的铜反射镜，可承受最大功率12kw ;其次，合金粉末 供给是由自动供粉系统提供的合金粉末25到达料斗19后，通过重力送粉主机20控制料斗19流出的合金粉末25，实现合金粉末25均匀的下落，经ニ级送粉管31输送至分粉器29，实现两路合金粉末25的输出，再经三级送粉管28，输送至送粉嘴26，结合轧辊13的周向转动将合金粉末25均勻铺于轧棍13的表面,跟随在聚焦激光束23的后面。根据聚焦激光束23的尺寸，调整送粉嘴26的送粉宽度，使送粉宽度和聚焦激光束宽度一致；最后，轧辊13的预热由在线局部预热系统实现，将感应器27的弧形面调整至轧辊13的表面，其间距为10 15mm,并且将感应器27置于送粉嘴26的后面，感应器27与送粉嘴26之间的间距为100 150mmo所述的整机控制系统为现有技术，包括整机控制柜4和控制电缆，用于协调控制激光器I、冷水机AS、冷水机B18、机器人5、气载送粉器6、重力送粉主机20、超音频感应电源3、床头箱17和防护门15，它是成套设备的上位机；整机控制柜4核心部件采用西门子S7-300 PLC控制系统。本实用新型的工作原理是通过轧辊13旋转获得辊面的匀速运动，通过激光熔覆头14上集成局部预热系统，预先在轧辊13上的熔覆位置进行感应加热，获得辊面实时局部预热效果；再通过供粉系统的ニ级送粉实现不间断送粉，激光熔覆头14集成重力送粉，将合金粉末25均匀铺在预热区域；再用经聚焦的高能激光束照射合金粉末25，使合金粉末25和辊面同时熔化，在轧辊13表面形成冶金结合的熔覆层24，经机器人5带动激光熔覆头14的轴向进给，配合轧辊13旋转实现螺旋搭接熔覆层24，获得轴向大面积的激光熔覆层，最后在激光熔覆层上进行再次熔覆，可获得20mm以上的厚层激光熔覆层。本实用新型的工作过程如下首先将待加工的轧辊13整体加热至300°C，然后轧辊13安装在轧辊旋转系统上，具体为安装于卡盘36和尾座10之间，经校正，使轧辊13的轴心与床头箱17旋转中心同心，偏差小于O. 05mm。轧辊13表面形成激光熔覆层由5个动作共同协调动作而实现，具体为轧辊旋转、轧辊表面局部预热、铺粉、激光聚焦、熔覆头轴向移动和上移。动作I :轧辊旋转，具体为轧辊13在整机控制系统开关量控制下，床头箱17外接380Vエ业用电源，通过变频电机驱动床头箱17，进而驱动卡盘36和轧辊13，使轧辊13进行匀速转动，轧辊表面线速度为500mm/min，旋转方向为沿着依次感应器27、送粉嘴26和聚焦激光束23的排列方向。动作2 :轧辊表面局部预热，具体为超音频感应电源3和冷水机A8外接380Vエ业用电源，通过超音频水电管33输出超音频电流和循环冷水至感应器27，同时通过调节感应器27与轧辊13辊面的间隙为10_。配合轧辊13的旋转，使经过感应器27下方的轧辊辊面基体平均温度300°C迅速升高至平均温度为560°C，局部加热面的宽度为60mm。当轧辊13的局部加热面旋转离开感应范围后，距离激光熔覆位置弧长约200mm，当旋转至激光熔覆位置，温度高于450°C。动作3 :铺粉，具体为气载送粉器6外接通过整机控制柜4接220V电源和经过滤的压缩空气气源，将预先人工添加的合金粉末25输送至料斗19，并通过下限位置传感器34和上限位置传感器35自动反馈信号给气载送粉器6，进行粉末的自动供给，供粉速度为81ml/min,为300g/min。然后重力送粉主机20将料斗19里面的储存合金粉末25输出，并依靠 合金粉末25的重力作用，依次通过ニ级送粉管31、分粉器29、三级送粉管28，最終合金粉末25从送粉嘴26流出，配合轧辊13匀速旋转，合金粉末25均匀铺在轧辊13表面；铺粉厚度依据熔覆层24的厚度进行调整，根据熔覆层24的厚度3mm的要求，铺粉平均厚度设计为6mm。送粉嘴26距离感应器27的最近点距离为150mm，送粉的位置依靠送粉嘴26在十字连接板22固定位置进行调节，将合金粉末25均匀铺在轧辊13表面的局部加热面的中心位置，铺粉宽度15mm,粉末高度6mm,同时根据轧棍旋转速度500mm/min,那么重力送粉主机20的送粉量为Q = 15mmX 6mmX 500mm/min/1000 = 45ml/min。根据本实施例采用的铁基合金粉末松装密度3. 7g/ml,送粉量为166. 5g/min,即10kg/h,小于气载送粉器6的供粉速度，满足供粉可行性要求。动作4 :激光聚焦，具体为整机控制系统开关量控制下，激光器I外接380Vエ业用电源，经电光转换及操作光纤耦合处理，产生6kw激光并进入操作光纤2，其操作光纤2的芯径为1000微米，长度为40米，再经操作光纤2的QBH标准接头输出到激光聚焦系统21，操作光纤2输出后通过扩束准直,光束呈圆柱形输出。按操作光纤激光器的光束质量为56mm*mrad,计算圆柱的光束直径为34. 6mm,经积分聚焦,焦距300mm,最终输出聚焦激光束23，焦点光斑尺寸(长X宽)为15X2mm。动作5 :激光熔覆头沿轧辊13的轴向移动和上、下移动，具体为根据轧辊辊面多条搭接大面积激光熔覆需求，通过轧辊13的圆周方向旋转和激光熔覆头14的沿轧辊13的轴向移动，实现螺旋搭接方式，具体依据轧辊13的旋转速度、激光聚焦光斑尺寸和搭接率来计算激光熔覆头14的沿轧辊13的轴向移动速度，本实施例按照加工位置辊面直径为650mm,按15mm的激光熔覆宽度搭接率50 %以及辊面线速度500mm/min计算，轴向进给速度为I. 88mm/min。具体激光熔覆头14的轴向移动是通过机器人执行系统来实现，在机器人5的编程控制器中输入其外部轴连接的机器人滑轨9的运动速度。完成ー层全部激光熔覆加エ效果后，机器人5带动激光熔覆头上移ー个熔覆层的厚度值，按动作4铺的合金粉末25的厚度为6mm，经激光熔覆获得的熔覆层厚度约3mm。通过上述动作的协调控制，轧辊13的匀速旋转获得辊面匀速运动，通过局部预热系统感应加热，获得辊面预热效果，通过供粉系统和重力送粉，在辊面铺上合金粉末25，再经激光系统产生激光和聚焦，通过激光聚焦激光束23熔化合金粉末25和辊面，辊面熔化深度为O. 2mm,在轧辊13表面形成一条熔覆层24，再经搭接熔覆，获得轴向大面积的激光熔覆层24，该熔覆层的稀释率为7%;最后，在激光熔覆层24上再次重复上述动作可获得多层大厚度的熔覆层24。本实用新型制备轧辊激光熔覆的合金涂层主要技术參数指标 I.单层熔覆层厚度彡3mm2.多层熔覆层厚度彡20mm3.熔覆效率10kg/h4.涂层的显微硬度ミHV0. JOO5.第一层熔覆层的稀释率彡7%实施例2 本实施例整体结构与实施例I相同，不同的是本实施例送粉嘴26铺粉宽度为10mm，对应聚焦激光束23焦点光斑尺寸(长X宽)为10 X 2mm，局部加热面的宽度为40mm，轧辊13旋转线速度为750mm/min，获得单条熔覆层宽度为10mm，厚度为3mm。实施例3 本实施例整体结构与实施例I相同，不同的是本实施例送粉嘴26铺粉宽度为
7.5mm，对应聚焦激光束23焦点光斑尺寸(长X宽)为7. 5 X 2mm，局部加热面的宽度为20mm,轧辊13旋转线速度为1000mm/min，获得单条熔覆层宽度为7. 5mm,厚度为3mm，辊面熔化深度为O. 1_，熔覆层的稀释率为4%。
权利要求1.ー种用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于包括激光系统、机器人执行系统、激光熔覆头(14)、自动供粉系统、在线局部预热系统、轧辊旋转系统及整机控制系统，其中激光系统、自动供粉系统和在线局部预热系统均与激光熔覆头(14)连接，所述激光熔覆头(14)位于轧辊旋转系统中待加工的轧辊(13)的上方、并安装在所述机器人执行系统的执行端，所述机器人执行系统带动所述激光熔覆头(14)上、下或沿轧辊(13)的轴向移动，完成对轧辊(13)的表面感应加热、粉末供给及激光整形；所述激光系统、自动供粉系统、在线局部预热系统及轧辊旋转系统均与所述整机控制系统电连接。
2.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述激光系统包括激光器(I)、操作光纤(2)及激光聚焦系统(21)，其中激光聚焦系统(21)安装在所述激光熔覆头(14)上，所述激光器(I)通过操作光纤(2)与激光聚焦系统(21)连接，激光器(I)与所述整机控制系统电连接。
3.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述机器人执行系统包括机器人(5)、机器人滑轨(9)、机器人控制柜(7)及机器人外部轴电机，其中机器人(5)安装在机器人滑轨(9)上，所述机器人滑轨(9)通过机器人外部轴电机驱动，所述机器人(5)的腕端连接所述激光熔覆头(14)，所述机器人(5)与机器人控制柜(7)电连接。
4.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述自动供粉系统包括气载送粉器出)、一级送粉管(12)及料斗(19)，其中料斗(19)安装在所述激光熔覆头(14)上，所述气载送粉器(6)通过ー级送粉管(12)与料斗(19)连通，所述料斗(19)的上、下部分别设有上限位置传感器(35)和下限位置传感器(34)，所述气载送粉器(6)与所述整机控制系统电连接。
5.按权利要求4所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在干所述料斗(19)的底部连接有重力送粉主机(20)，所述重力送粉主机(20)通过ニ级送粉管(31)与分粉器(29)连接，所述分粉器(29)通过三级送粉管(28)与送粉嘴(26)连接，所述送粉嘴(26)对应于待加工轧辊(13)的外表面，所述重力送粉主机(20)与所述整机控制系统电连接。
6.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述在线局部预热系统包括超音频感应电源(3)、超音频水电管(33)、便携变压器(32)及感应器(27)，其中超音频感应电源(3)通过超音频水电管(33)与便携变压器(32)连接，所述便携变压器(32)与感应器(27)连接，所述便携变压器(32)及感应器(27)均安装在所述激光熔覆头(14)上，所述超音频感应电源(3)与所述整机控制系统电连接。
7.按权利要求6所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述在线局部预热系统还包括水冷机A(S)，该水冷机A(S)与所述超音频水电管(33)连接、并通过超音频水电管(33)对所述感应器(27)进行冷却，所述水冷机A(8)与所述整机控制系统电连接。
8.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述轧辊旋转系统包括床头箱(17)、卡盘(36)、尾座(10)及平台(11)，其中床头箱(17)与尾座(10)分别安装在平台(11)的两端，所述卡盘(36)安装在床头箱(17)的输出端，待加工轧辊(13)安装在卡盘(36)与尾座(10)之间，所述床头箱(17)通过变频电机驱动、并与所述整机控制柜连接。
9.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于整机外围设有安全防护房，所述安全防护房包括防护围栏(16)和防护门(15)，其中防护门(15)安装在防护栏(16)上、并与所述整机控制系统电连接，所述防护栏(16)上设有观察窗。
10.按权利要求I所述的用于轧辊工作面激光熔覆的设备，其特征在于所述激光熔覆头(14)上设有测量轧辊(13)表面温度的红外测温仪(30)。
专利摘要本实用新型属于激光加工技术领域，具体地说是一种用于轧辊工作面激光熔覆的设备。包括激光系统、机器人执行系统、激光熔覆头、自动供粉系统、在线局部预热系统、轧辊旋转系统及整机控制系统，其中激光系统、自动供粉系统和在线局部预热系统均与激光熔覆头连接，所述激光熔覆头位于轧辊旋转系统中待加工的轧辊的上方、并安装在所述机器人执行系统的执行端，所述机器人执行系统带动所述激光熔覆头上下或沿轧辊的轴向移动，完成对轧辊的表面感应加热、粉末供给及激光整形；所述激光系统、自动供粉系统、在线局部预热系统及轧辊旋转系统均与所述整机控制系统电连接。本实用新型满足轧辊表面进行激光熔覆工艺的可实施性，同时获得的激光熔覆涂层满足轧辊恶劣的工作环境，提高了轧辊的性能和使用寿命。
文档编号C23C24/10GK202643844SQ20122027639
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者张翼飞, 范荣博, 王智超, 邱晓杰 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司