一种激光熔覆成形装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光熔覆成形装置，该装置中的工作平台采用液压驱动系统驱动，驱动方向与工作平台的运动方向一致，提高了工作效率。通过驱动工作平台的垂直升降运动，实时调节激光熔覆头与工件的距离，保证激光光束的焦距不变，有效地配合解决了激光熔覆成形过程中层高的控制的问题，实现在熔覆过程中补偿提升量的目的。与传统的剪式升降平台相比，有效的简化了工作平台的结构，降低使用成本，便于维修保养，且体积较小，适用于实验室等小型场所的使用。另外，通过采用两级伸缩油缸驱动，结构紧凑，便于安装。
【专利说明】一种激光溶覆成形装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光熔覆成形技术制造领域，具体涉及一种激光熔覆成形装置。【背景技术】
[0002]激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
[0003]目前，激光熔覆成形是将成型件三维图分层切片后，采取逐层熔覆叠加的方式加工成型件的技术，而在成形过程中，每扫完一层，激光光头必须要提升一定的高度，保证熔池的大小在整个成形过程中的一致性，这个过程叫做层高控制。在熔覆成形时，大部分成型件都是要经过好几百层的堆积才能成形，在实际操作中，为了控制熔池的大小，还是需要对层高控制进行实时的监控，运用激光传感器测量激光光头下端与熔池的距离，若过大则说明之前总提升量过大，需缩短光头与熔池的距离，反之，则增大，反馈给系统进行实时调节，然而在使用机器人编程时，在机械手运动的过程中，程序是无法修改的，因而考虑通过工作台的升降来补偿提升量。
[0004]现有技术中工作台的升降一般通过剪式或双剪式工作平台实现，该类工作平台结构复杂，保养维修不便，使用成本较高，体积较大，不适宜实验室的使用。
[0005]因此，鉴于以上问题，有必要提出一种新型的激光熔覆成形装置，实现在熔覆过程中补偿提升量的同时，有效简化工作平台的结构，降低使用成本，便于维修保养，适用于实验室等小型场所的使用。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型提供一种激光熔覆成形装置，通过采用液压驱动系统驱动工作平台升降，实现在熔覆过程中补偿提升量的同时，有效简化工作平台的结构，降低使用成本，便于维修保养，适用于实验室等小型场所的使用。
[0007]根据本实用新型的目的提出的一种激光熔覆成形装置，所述装置包括激光光头，激光传感器，以及用于放置待成形工件且能够通过调节工件高度以进行层高控制的工作平台；
[0008]所述工作平台包括底座与固定设置于所述底座上的液压驱动系统，所述液压驱动系统中设置有液压缸与蓄能器，所述液压缸的活塞杆与所述工作平台的下表面连接。
[0009]优选的，所述液压驱动系统中还设置有用于调节所述工作平台升降速度的调速阀。
[0010]优选的，所述液压缸为两级伸缩油缸。
[0011 ] 优选的,所述液压缸的周边对称设置有移动导向机构，所述移动导向机构的两端分别连接所述底座与所述工作平台。[0012]优选的，所述移动导向机构包括导套与导柱。
[0013]优选的，所述活塞杆的前端与所述工作平台间还设置有用于均衡作用力的支撑平台。
[0014]与现有技术相比，本实用新型公开的激光熔覆成形装置的优点是:该装置中的工作平台采用液压驱动系统驱动，驱动方向与工作平台的运动方向一致，提高了工作效率。通过驱动工作平台的垂直升降运动，实时调节激光熔覆头与工件的距离，保证激光光束的焦距不变，有效地配合解决了激光熔覆成形过程中层高的控制的问题，实现在熔覆过程中补偿提升量的目的。与传统的剪式升降平台相比，有效的简化了工作平台的结构，降低使用成本，便于维修保养，且体积较小，适用于实验室等小型场所的使用。
[0015]另外，通过采用两级伸缩油缸驱动，结构紧凑，便于安装。通过设置支撑平台可有效均衡液压缸的作用力，保证工作平台受力均匀，升降稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型公开的一种激光熔覆成形装置的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型公开的液压驱动系统的原理图。
[0019]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:
[0020]11、底座12、进油口 13、导柱14、液压缸15、导套16、出油口 17、工作平台
[0021]21、油箱22、滤油器23、第一单向阀24、第二单向阀25、第三单向阀26、第四单向阀27、油泵28、调速阀29、二位四通换向阀30、蓄能器31、截止阀32、溢流阀33、二位二通阀
【具体实施方式】
[0022]在熔覆成形时，为了控制熔池的大小，还是需要对层高控制进行实时的监控，运用激光传感器测量激光光头下端与熔池的距离，反馈给系统进行实时调节，然而在使用机器人编程时，在机械手运动的过程中，程序是无法修改的，因而考虑通过工作台的升降来补偿提升量。现有技术中工作台的升降一般通过剪式或双剪式工作平台实现，该类工作平台结构复杂，保养维修不便，使用成本较高，不适宜实验室的使用。
[0023]本实用新型针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种激光熔覆成形装置，通过采用液压驱动系统驱动工作平台升降，实现在熔覆过程中补偿提升量的同时，有效简化工作平台的结构，降低使用成本，便于维修保养，适用于实验室等小型场所的使用。
[0024]下面将通过【具体实施方式】对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]如图1、2所示，一种激光熔覆成形装置，该装置包括激光光头(未示出)，激光传感器(未示出)，以及用于放置待成形工件的工作平台，该装置可通过调节工作平台17升降以调节工件高度继而进行层高控制。激光传感器用于测量激光光头下端与熔池的距离，该距离过大，则控制工作平台上移缩短距离，距离过小，则控制工作平台下移增大距离。
[0026]该工作平台包括底座11与固定设置于底座11上的液压驱动系统，液压驱动系统中设置有液压缸14与蓄能器30，液压缸14的活塞杆与工作平台17的下表面连接。
[0027]液压缸14的周边对称设置有移动导向机构，移动导向机构的两端分别连接底座11与工作平台17。移动导向机构包括导套15与导柱13。通过控制液压缸的伸缩以调节工作平台17沿导柱13垂直微运动。
[0028]通过采用蓄能器进行能量回收且活塞杆下降时起到背压作用，对工作平台得下降有一定的制动作用，使工作平台的下降较为平稳。
[0029]液压驱动系统中还设置有用于调节工作平台升降速度的调速阀28。
[0030]液压缸14为两级伸缩油缸。结构紧凑，便于安装。
[0031]活塞杆的前端与工作平台间还设置有用于均衡作用力的支撑平台(未示出)。通过设置支撑平台可有效均衡液压缸的作用力，保证工作平台受力均匀，同时对作用力起到相应的缓冲作用，使得升降稳定。
[0032]该液压驱动系统的原理如下:
[0033]二位四通换向阀29置于左位(2YA断电)，启动油泵电机，经第一单向阀23、滤油器22从油箱21吸油，再经调速阀28、第二单向阀24、二位四通换向阀29向液压缸14的无杆腔供油，实现上升运动，上升的速度可由调速阀28调节。
[0034]工作平台到达预定位置后，关闭油泵电机，停止供油，第二单向阀24封闭液压缸14的下腔，工作台可较长时间停留在工作位置。
[0035]将二位四通换向阀29中的电磁铁2YA通电，使其切换到右位，液压缸14的无杆腔因工作平台自重而产生的压力油经二位四通换向阀29的右位、第三单向阀25及二位四通换向阀29的右位通路、截止阀31 (开启)进入蓄能器30，将液压缸在工作平台自重作用下排出的压力油储存在蓄能器30中，使工作台在下降过程中释放出的势能转变成液压能，实现能量回收。由于蓄能器30中液体的压力随着逐渐被充满而上升，相当于液压缸下腔排油时有一定的背压，且逐渐加大，从而对工作台得下降起到制动作用，使得其下降平稳。
[0036]快速下降时，二位二通阀33切换到左位，可使液压缸的无杆腔接通油箱，实现紧急情况下的快速下降。
[0037]再次上升时，二位四通换向阀29切换到左位，油泵27经过二位四通换向阀29的左位和第四单向阀26从蓄能器30吸取一定量的油液，同上进行活塞杆的伸出运动，推动工作台上升。若此次上升高度大于原先的，则油泵27通过第一单向阀23从油箱21吸油，推动工作台继续上升。
[0038]本实用新型公开了一种激光熔覆成形装置，该装置中的工作平台采用液压驱动系统驱动，驱动方向与工作平台的运动方向一致，提高了工作效率。通过驱动工作平台的垂直升降运动，实时调节激光熔覆头与工件的距离，保证激光光束的焦距不变，有效地配合解决了激光熔覆成形过程中层高的控制的问题，实现在熔覆过程中补偿提升量的目的。与传统的剪式升降平台相比，有效的简化了工作平台的结构，降低使用成本，便于维修保养，且体积较小，适用于实验室等小型场所的使用。[0039]另外，通过采用两级伸缩油缸驱动，结构紧凑，便于安装。通过设置支撑平台可有效均衡液压缸的作用力，保证工作平台受力均匀，升降稳定。
[0040]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种激光熔覆成形装置，其特征在于，所述装置包括激光光头，激光传感器，以及用于放置待成形工件且能够通过调节工件高度以进行层高控制的工作平台； 所述工作平台包括底座与固定设置于所述底座上的液压驱动系统，所述液压驱动系统中设置有液压缸与蓄能器，所述液压缸的活塞杆与所述工作平台的下表面连接。
2.如权利要求1所述的激光熔覆成形装置，其特征在于，所述液压驱动系统中还设置有用于调节所述工作平台升降速度的调速阀。
3.如权利要求1所述的激光熔覆成形装置，其特征在于，所述液压缸为两级伸缩油缸。
4.如权利要求1所述的激光熔覆成形装置，其特征在于，所述液压缸的周边对称设置有移动导向机构，所述移动导向机构的两端分别连接所述底座与所述工作平台。
5.如权利要求4所述的激光熔覆成形装置，其特征在于，所述移动导向机构包括导套与导柱。
6.如权利要求1所述的激光熔覆成形装置，其特征在于，所述活塞杆的前端与所述工作平台间还设置有用于均衡作用力的支撑平台。
【文档编号】C23C24/10GK203625469SQ201320761664
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】石世宏, 何正东, 傅戈雁 申请人:苏州大学张家港工业技术研究院