新型自动更换激光头式激光熔覆装置的制作方法

本实用新型涉及金属零件加工设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种新型自动更换激光头式激光熔覆装置。

背景技术：

激光熔覆技术是一种基于大功率激光器而兴起的一种新的材料表面改性技术，其具体实现方式如下：在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却在基体表面冶金结合形成一个稀释率极低的表面涂层。激光熔覆技术能够显著改善基体表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗氧化性等。

激光熔覆按送粉工艺的不同可分为粉末预置法和同步送粉法，由于同步送粉法易于实现自动化控制，因此被广泛应用在冶金、金属零件特种加工等领域内。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的激光发生器的结构示意图。

在激光熔覆技术中，其是以激光作为热源的，由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同，造成了激光熔覆材料选择限制较大的问题。在对不同工件进行激光熔覆操作时，如果工件的熔覆材料发生变化，则需要技术人员对激光头进行适应性更换，以满足熔覆材料对于激光波长的使用要求。

然而，激光头设置在激光发生器上，其安装精度要求较高，如果技术人员对激光头进行多次更换，其不仅容易造成激光头以及激光发生器上连接部位的磨损，同时还可能由于人为原因，造成激光头安装位置的偏差，引发生产事故。

技术实现要素：

(一)技术问题

综上所述，如何解决激光头频繁更换存在的连接部位容易出现磨损的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种新型自动更换激光头式激光熔覆装置，包括有激光发生器，所述激光发生器包括有枪管，于所述枪管内设置有反射镜。基于上述结构设计，本实用新型还提供了激光头以及用于对激光头进行自动更换的更换系统；

所述更换系统包括有移动平台、滑动轨道、平移驱动装置、安装座、支架、旋转安装架以及旋转驱动装置；

所述滑动轨道固定设置在所述激光发生器上，所述移动平台可滑动地设置于所述滑动轨道上，所述平移驱动装置设置于所述滑动轨道上，所述平移驱动装置包括有伸缩轴，所述伸缩轴与所述移动平台动力连接、并用于驱动所述移动平台进行往复直线运动，所述支架包括有支臂以及转轴，所述支臂的一端与所述移动平台固定连接，所述支臂的另一端设置有所述转轴，所述旋转安装架为圆形构架，于所述旋转安装架的圆心位置设置有轴承，所述旋转安装架通过所述轴承可转动地设置于所述转轴上，所述旋转安装架上设置有多个安装座，全部的所述安装座围绕所述旋转安装架的圆心等间隔设置，所述激光头设置于所述安装座上，于所述旋转安装架的外缘上设置有安装架外缘齿，所述旋转驱动装置设置于所述移动平台上，所述旋转驱动装置包括有旋转驱动轴，于所述旋转驱动轴上设置有与所述安装架外缘齿啮合的驱动齿轮，所述旋转驱动装置通过所述驱动齿轮与所述旋转安装架动力连接。

优选地，所述枪管包括有用于安装所述激光头的安装口，所述安装口为槽口结构；所述激光头上设置有与所述安装口插接配合的安装凸台。

优选地，所述安装口为花键槽口式结构，所述安装凸台为花键式凸台结构。

优选地，所述滑动轨道为不锈钢圆轴，所述移动平台通过直线轴承可滑动地设置于所述滑动轨道上。

优选地，本实用新型还包括有辅助定位轴，所述辅助定位轴与所述滑动轨道轴线平行，所述移动平台通过直线轴承与所述辅助定位轴滑动配合连接。

优选地，所述平移驱动装置为液压缸装置或气缸装置；所述旋转驱动装置为步进电机。

优选地，所述支臂为钢制支臂，所述支臂包括有两个，两个所述支臂间隔设置，所述转轴为钢制转轴，所述转轴设置于两个所述支臂之间、其端部与所述支臂固定连接。

(三)有益效果

通过上述结构设计，在本实用新型提供的新型自动更换激光头式激光熔覆装置中，本实用新型基于现有的激光熔覆装置结构，又特别提供了更换系统。更换系统中设置的滑动轨道以及平移驱动装置能够实现移动平台的直线往复运动。在移动平台上设置了支架，在支架上设置了旋转安装架，将多个激光头规则设置到旋转安装架上。将滑动轨道固定设置到激光发生器上，这样更换系统中设置的支架、旋转安装架以及旋转驱动装置能够实现激光头的旋转更换。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的激光发生器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中新型自动更换激光头式激光熔覆装置的局部结构示意简图；

在图2中，部件名称与附图编号的对应关系为：

激光发生器1、枪管2、激光头3、移动平台4、滑动轨道5、

平移驱动装置6、安装座7、支架8、旋转安装架9、

旋转驱动装置10、驱动齿轮11、安装口12、安装凸台13、

辅助定位轴14。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图2，图2为本实用新型实施例中新型自动更换激光头式激光熔覆装置的局部结构示意简图。

本实用新型提供了一种新型激光熔覆设备，用于实现金属工件的激光熔覆。

本实用新型提供了一种新型自动更换激光头式激光熔覆装置，用于实现金属工件的表面改性激光涂覆。

在本实用新型的一个实施方式中，该激光熔覆装置包括有激光发生器1，激光发生器1为二氧化碳激光发生器。激光发生器1包括有枪管2，于枪管2内设置有反射镜，由激光源产生激光，激光光线经过反射镜的反射后从枪管2射出。在现有技术中，枪管末端会固定设置一个激光头，为了避免激光在枪管上反复拆卸而造成连接部位磨损的问题，本实用新型将激光头采用独立结构设计，其通过本实用新型设置的更换系统实现自动更换。

在本实用新型中，更换系统包括有移动平台4、滑动轨道5、平移驱动装置6、安装座7、支架8、旋转安装架9以及旋转驱动装置10。其中，移动平台4可滑动地设置于滑动轨道5上，移动平台4在滑动轨道5上能够沿直线进行往复滑动，移动平台4为长方形板材，其可以采用PVC塑料板制成，也可以采用不锈钢或者铝合金等金属材料制成。

在本实用新型的一个实施方式中，滑动轨道5为一根不锈钢圆轴，移动平台4通过直线轴承可滑动地设置于滑动轨道5上。在滑动轨道5的两端各设置有一个端板，滑动轨道5设置有两根，这样滑动轨道5与端板能够形成一个长方形框架结构，如此设置可以提高滑动轨道5结构的稳定性。

平移驱动装置6用于驱动移动平台4滑动，平移驱动装置6固定设置在滑动轨道5一端的端板上。

在本实用新型的另一个实施方式中，滑动轨道5的结构为：包括有底板，在底板上设置两条平行的钢轨，在移动平台4的底部设置轨道槽，这样移动平台4通过轨道槽设置到钢轨上，从而实现与滑动轨道5之间的滑动连接。

平移驱动装置6设置于滑动轨道5上，平移驱动装置6包括有伸缩轴，伸缩轴与移动平台4动力连接、用于驱动移动平台4进行往复直线运动。

在本实用新型中，平移驱动装置6为液压缸装置或气缸装置，通过外置液压系统能够对平移驱动装置6提供驱动能量。

支架8用于安装旋转安装架9，具体地，支架8包括有支臂以及转轴，支臂的一端与移动平台4固定连接，支臂的另一端设置有转轴。支臂采用钢制结构设计，支臂设置有两个，两个支臂间隔设置，转轴固定设置在两个支臂之间，转轴为钢制圆轴结构设计。基于上述结构设计，本实用新型将旋转安装架9设计为圆形构架，于旋转安装架9的圆心位置设置有轴承，旋转安装架9通过轴承可转动地设置于转轴上，旋转安装架9上设置有多个安装座7，全部的安装座7围绕旋转安装架9的圆心等间隔设置。旋转安装架9通过轴承可转动地设置到转轴上，转轴安装在支臂上，支臂固定设置在移动平台4上，这样就能够实现旋转安装架9在移动平台4上的旋转安装。

激光头3设置于安装座7上，于旋转安装架9的外缘上设置有安装架外缘齿，旋转驱动装置10设置于移动平台4上。

旋转驱动装置10包括有旋转驱动轴，于旋转驱动轴上设置有与安装架外缘齿啮合的驱动齿轮11，旋转驱动装置10通过驱动齿轮11与旋转安装架9动力连接。旋转驱动装置10采用步进电机结构设计，这样可以提高旋转安装架9转动角度的控制精度。在此限定：驱动齿轮11的齿数小于安装架外缘齿的齿数，这样驱动齿轮11与安装架外缘齿之间能够形成减速结构，从而进一步提高旋转安装架9转动角度的控制精度。

通过上述结构设计，在本实用新型提供的新型自动更换激光头式激光熔覆装置中，本实用新型基于现有的激光熔覆装置结构，又特别提供了更换系统。更换系统中设置的滑动轨道5以及平移驱动装置6能够实现移动平台4的直线往复运动。在移动平台4上设置了支架8，在支架8上设置了旋转安装架9，将多个激光头3规则设置到旋转安装架9上。将滑动轨道5固定设置到激光发生器1上，这样更换系统中设置的支架8、旋转安装架9以及旋转驱动装置10能够实现激光头3的旋转更换。

为了提高激光头3自动更换时其与激光发生器1(枪管2)之间的配合精度，本实用新型对枪管2以及激光头3进行了结构优化设计：枪管2上开设了用于安装激光头3的安装口12，安装口12为槽口结构；激光头3上设置有与安装口12插接配合的安装凸台13。在对激光头3进行更换时，由平移驱动装置6驱动移动平台4滑动，移动平台4通过支架8带动旋转安装架9平移，在旋转安装架9上设置的激光头3就能够从枪管2上脱离(激光头3上的安装凸台13从枪管2上的安装口12上脱离)，根据熔覆材料选择合适的激光头3，通过旋转驱动装置10驱动旋转安装架9转动，将合适的激光头3与枪管2对应后停止旋转驱动装置10，然后再由平移驱动装置6驱动移动平台4复位，激光头3上的安装凸台13插入到枪管2的安装口12上，这样就完成了一次激光头3的自动更换。

具体地，安装口12为花键槽口式结构，安装凸台13为花键式凸台结构。如果激光头3与枪管2对位有偏差，则激光头3无法插入到枪管2的安装口12上。

为了提高移动平台4平移的稳定性，本实用新型还提供了辅助定位轴14，辅助定位轴14为钢制圆轴结构，辅助定位轴14与滑动轨道5轴线平行，移动平台4通过直线轴承与辅助定位轴14滑动配合连接。

具体地，支臂为钢制支臂，支臂包括有两个，两个支臂间隔设置，转轴为钢制转轴，转轴设置于两个支臂之间、其端部与支臂固定连接。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。