激光修复系统集成车间的制作方法

本实用新型涉及零件加工技术领域，具体为一种激光修复系统集成车间。

背景技术：

现有激光修复系统多为单件单独固定安装，未整合在一起，对有些出现场项目的运输、吊装带来不便，每件装置单独固定移动起来非常复杂，而且造成运输吊装生产效率低、时间长效率低、风险高等现存问题。

技术实现要素：

针对背景技术中的不足，本实用新型提供了一种激光修复系统集成车间，此设备将激光熔覆集成系统所含设备集成起来，为了满足现场修复作业，采用了紧凑型设计，将激光器、冷水机、机器人、送粉器、控制柜、6轴专机等全部放置在可移动集装箱防护间内。

本实用新型提供的激光修复系统集成车间包括底座，在底座上安装有激光器、机器人、机器人控制柜、送粉机、电源控制柜和6轴专机；其中，所述车间内全部装置分两排安装，6轴专机与机器人并排设置，电源控制柜、送粉机、机器人控制柜并排安装；

所述激光器以及所述6轴专机相连，用于控制6轴专机作业；所述机器人控制柜与机器人相连，用于控制机器人作业；

所述车间内设备还包括安装在底座四周防护墙体，形成防护间，所述电源控制柜与其余各设备相连，并且在电源控制柜上设有外部电源连接接口；

所述送粉器与机器人相连，为机器人提供激光熔覆的原料。

进一步的，所述车间内还设有水冷机以及水冷管路，所述水冷机安装在激光器旁与水冷管路相连，并在激光器与水冷机之间进行隔离，所述水冷管路与激光器中的水系统相连，所述水冷机用于为激光器提供水循环保证其工作温度。

更进一步的，所述车间内还设有照明系统，所述照明系统与电源控制柜相连。

作为一种优选，所述机器人的边缘与6轴专机对齐，所述冷水机边缘与机器人边缘对齐，且位于同一排的设备外边缘对齐，使底座形成一个矩形的外部形状，并且，在所述底座下方安装有移动滚轮。

所述6轴专机为一种数控复合机床，所述机床包括框架、布置在框架上的六轴作业加工轴，其中，至少包括沿机床框架轴向设置的X轴、垂直于X轴的Y轴和垂直于X轴Y轴形成平面的Z轴，还包括A轴激光头回转轴、B轴主轴；

沿机床框架轴向设有横梁，所述横梁上设有第一导轨，所述第一导轨上安装有固定加工装置总成的连接部，所述连接部在通过导轨沿横梁移动，形成X轴；

在所述横梁两端，沿其垂直方向分别对称设有第二导轨，所述横梁的两端架设在第二导轨上，使横梁整体沿第二导轨方向移动，形成Y轴；

在所述加工装置总成向下的一面设有供激光头、车刀和镗铣刀安装的端口；所述加工装置总成上设有滑杆，所述滑板安装于加工装置总成的侧面，所述加工安装总成通过滑板与所述第一导轨相连，形成Z轴；

在镗铣刀安装端口上方与所述镗铣刀安装端口同轴固接有S1轴回转轴；

在激光头安装端口固接有A轴支架，激光头安装于所述A轴支架的垂直方向；

在所述机床框架前面设有供工件加工的工作区域，所述加工装置总成位于工作区域上方；在所述工作区域内，沿水平方向设有相对卡盘，所述卡盘用于夹持工件，所述卡盘包括位于加工区域一端侧面的S2轴以及另一端侧面的B轴，所述S2轴用于安装车刀所述B轴通过其分度头使卡盘前后伸缩。

本实用新型提供的一种激光修复系统集成放置设备，主要有如下优点：

1、集装箱防护间的设计制作，将防护间将水冷机与激光器控制柜进行隔离，在激光器房间内安装空调，保证了激光器与电气元件运行的温度、湿度稳定性，保护了激光器、精密控制柜等电器元器件的设备精度及使用安全。

2、防护间内部所有电线、气管、水管均采用隐藏设计，保证设备的美观。

3、控制站内照明，集装箱内照明，保证夜班倒班生产操作便利需要（尤其针对有些客户的需要日夜连轴运作的抢修项目）

4、实现激光器控制柜、机器人控制柜、冷水机、送粉器、设备整体控制柜集成一体，对吊装、运输、移动等非常便利，减少了吊装时间，降低了单件吊装运输的风险，提高了生产效率，确保了设备运输过程的安全。

附图说明

图1为本实用新型激光修复系统集成车间的俯视图；

图2为本实用新型激光修复系统集成车间的主视图；

图3为本实用新型激光熔覆与数控车铣复合加工机床的俯视图；

图4为本实用新型激光熔覆与数控车铣复合加工机床的主视图；

图5为本实用新型激光熔覆与数控车铣复合加工机床的整体示意图；

其中，1-6轴专机，2-电源控制柜，3-送粉器，4-机器人控制柜，5-激光器，6-机器人，7-水冷机。

具体实施方式

本实用新型提供一种激光修复系统集成车间，为使本实用新型的目的、思路更加清楚，明确，参照实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

该集装箱将激光熔覆集成系统所含设备，为了满足现场修复作业，采用了紧凑型设计，外形美观，将激光器控制柜、冷水机、机器人、送粉器、电源控制柜、6轴专机等全部放置在可移动防护集装箱防护间内。

实施例1

本实用新型提供的激光修复系统集成车间包括底座，在底座上安装有激光器、机器人、机器人控制柜、送粉机、电源控制柜和6轴专机；其中，所述车间内全部装置分两排安装，6轴专机与机器人并排设置，电源控制柜、送粉机、机器人控制柜并排安装；

所述激光器以及所述6轴专机相连，用于控制6轴专机作业；所述机器人控制柜与机器人相连，用于控制机器人作业；

所述车间内设备还包括安装在底座四周防护墙体，形成防护间，所述电源控制柜与其余各设备相连，并且在电源控制柜上设有外部电源连接接口；

所述送粉器与机器人相连，为机器人提供激光熔覆的原料。

为了保证激光器的作业稳定性，所述车间内还设有水冷机以及水冷管路，所述水冷机安装在激光器旁与水冷管路相连，并在激光器与水冷机之间进行隔离，所述水冷管路与激光器中的水系统相连，所述水冷机用于为激光器提供水循环保证其工作温度。

实施例2

所述车间内还设有照明系统，所述照明系统与电源控制柜相连。

实施例3

作为一个集成车间整体，为了进一步达到合理布局及方便设计外部结构，所述机器人的边缘与6轴专机对齐，所述冷水机边缘与机器人边缘对齐，且位于同一排的设备外边缘对齐，使底座形成一个矩形的外部形状，并且，在所述底座下方安装有移动滚轮。

安装外壳及滚轮能够进一步方便整个车间的移动与放置，并且车间内部为独立的工作环境，保证了其作业内环境的稳定与安全。

全部设备均由集成监控系统完成，外部可连接其他控制器对车间内工况进行监控。

集装箱设计方案：

1、根据当前的硬件设备，将激光器控制柜、水冷机、机器人、电源控制柜、6轴专机等设备固定在安装底座上。在安装底座四周安装防护房。

2、防护间内装有电源控制柜即配电柜，在现场可以与外部电源快速连接，用于激光器、水冷机、机器人、送粉器等提供动力。

3、防护间内集成控制柜集成监控系统、激光器控制软件，可以在控制的同时对激光器以及整体设备进行监控。

4、防护间将水冷机与激光器控制柜进行隔离，在激光器房间内安装空调，保证激光器与电气元件运行的温度、湿度稳定性。

5、防护间内部所有电线、气管、水管均采用隐藏设计，保证设备的美观。

6、控制站内照明，集装箱内照明，保证夜班倒班生产操作便利需要（尤其针对有些客户的需要日夜连轴运作的抢修项目）

7、实现激光器控制柜、机器人控制柜、冷水机、送粉器、设备整体控制柜集成一体，对吊装、运输、移动、非常便利，减少了吊装时间，降低了单件吊装运输的风险，提高了生产效率，确保了设备运输过程的安全。

此系统的设计、制作、实施并运用，已涉及我公司多项激光熔覆修复项目。含在公司车间内部修复与根据客户需要至客户现场进行修复，典型的有田湾核电循泵轴轴颈磨损修复、上海大众模具型线修复、玉环电厂阀芯阀座密封面磨损修复、金华燃机阀座现场修复、华润（温州）苍南电厂汽轮机转子2#机2#瓦轴颈磨损现场修复、玉环电厂阀芯阀座密封面磨损修复等等，吊装、运输、使用操作方便、快捷、灵活、稳定性好，设备系统安全。

本集成车间内的核心为一种激光熔覆与数控车铣复合加工机床即上文所提到的6轴专机，所述机床包括框架、布置在框架上的六轴作业加工轴，其中，至少包括沿机床框架轴向设置的X轴、垂直于X轴的Y轴和垂直于X轴Y轴形成平面的Z轴，还包括A轴激光头回转轴、B轴主轴；

沿机床框架轴向设有横梁，所述横梁上设有第一导轨，所述第一导轨上安装有固定加工装置总成的连接部，所述连接部在通过导轨沿横梁移动，形成X轴；

在所述横梁两端，沿其垂直方向分别对称设有第二导轨，所述横梁的两端架设在第二导轨上，使横梁整体沿第二导轨方向移动，形成Y轴；

在所述加工装置总成向下的一面设有供激光头、车刀和镗铣刀安装的端口；所述加工装置总成上设有滑杆，所述滑板安装于加工装置总成的侧面，所述加工安装总成通过滑板与所述第一导轨相连，形成Z轴；

在镗铣刀安装端口上方与所述镗铣刀安装端口同轴固接有S1轴回转轴；

在激光头安装端口固接有A轴支架，激光头安装于所述A轴支架的垂直方向；

在所述机床框架前面设有供工件加工的工作区域，所述加工装置总成位于工作区域上方；在所述工作区域内，沿水平方向设有相对卡盘，所述卡盘用于夹持工件，所述卡盘包括位于加工区域一端侧面的S2轴以及另一端侧面的B轴，所述S2轴用于安装车刀所述B轴通过其分度头使卡盘前后伸缩。

该机床整体采用“模块化”与“高刚性结构”，具有设计理念先进、外型美观、整体刚性佳、高耐磨性、极佳的抗震性、安全可靠、操作简单、精度保持久、操作维护保养方便等优点。

下面，具体介绍数控轴伺服驱动及导轨副形成的各轴连接、进给机构：

①、X1轴、X2轴驱动：交流伺服电机+行星齿轮减速器+小齿轮带动齿条的直联式传动结构，实现X向（横梁前后）进给，X1轴、X2轴为数控同步轴，伺服电机带有高精度脉冲编码器，实现半闭环控制，进行精确定位。

Y轴驱动：交流伺服电机+行星齿轮减速器+小齿轮带动齿条的直联式传动结构，实现Z向（滑板左右）进给。伺服电机带有高精度脉冲编码器，实现半闭环控制，进行精确定位。

Z轴驱动：交流伺服电机+弹性联轴器+高精密滚珠丝杠（滚珠丝杠和螺母间采取预紧处理，全行程检查，消除间隙）的直联式传动结构，实现Y向（滑板上下）进给。伺服电机带有高精度脉冲编码器，实现半闭环控制，进行精确定位。

V轴驱动：交流伺服电机+弹性联轴器+高精密滚珠丝杠（滚珠丝杠和螺母间采取预紧处理，全行程检查，消除间隙）的直联式传动结构，实现V向（B轴分度头左右）进给。伺服电机带有高精度脉冲编码器，实现半闭环控制，进行精确定位。

A轴驱动：交流伺服电机+直角行星齿轮减速器的直联式传动结构，实现A轴（激光头回转）进给。伺服电机带有高精度脉冲编码器，实现半闭环控制，进行精确定位。

B轴驱动：交流伺服电机+行星齿轮减速器+小齿轮通过同步齿形带带动大齿轮减速的直联式传动结构，实现中空卡盘进行B轴（卡盘水平分度回转）进给。伺服电机带有高精度脉冲编码器，实现半闭环控制，进行精确定位。

S1轴驱动：交流伺服电机+小齿轮通过同步齿形带带动大齿轮减速的直联式传动结构，实现镗铣动力头进行S1轴（镗铣主轴回转）主传动。主轴电机具有恒功率范围宽，低速扭矩大，高启动扭矩、低启动电流，能够承受高频度启动操作等优点，足以满足强力镗铣钻切削。

S2轴驱动：交流变频电机+行星齿轮减速器+小齿轮通过同步齿形带带动大齿轮减速的直联式传动结构，实现中空卡盘进行S2轴（卡盘车削回转）主传动。变频电机带有调速器，实现无级变速。

②、X、Y、Z、V轴导轨副：采用中国台湾HIWIN直线滚动导轨，具有良好的动态特性、承载负荷大，运行平稳、定位精度高、低速无爬行、摩擦阻力小等优点。

A、B轴导轨副：选用高精度回转支承轴承，刚性佳，确保主轴回转精度。具有良好的动态特性、承载负荷大，运行平稳、定位精度高、低速无爬行、摩擦阻力小等优点。

机床设有外部触摸显示设备，通过该设备，车间工作人员对车床进行编程，并对加工状况进行显示，用于工作人员对车床作业监控。

此设备已准备配置在移动工作站内使用，可以实现移动工作站内包括激光熔覆和机加工流水线生产，也可以单独放置在车间内进行生产。此设备的设计、制作、实施并运用，已涉及我公司多项激光熔覆修复项目。含在公司车间内部修复与根据客户需要至客户现场进行修复，典型的有田湾核电循泵轴轴颈磨损修复、上海大众模具型线修复、玉环电厂阀芯阀座密封面磨损修复、金华燃机阀座现场修复、华润（温州）苍南电厂汽轮机转子2#机2#瓦轴颈磨损现场修复、玉环电厂阀芯阀座密封面磨损修复等等，吊装、运输、使用操作方便、快捷、灵活、稳定性好，设备系统安全。

本专利具体应用途径很多，以上所述仅为本专利的优选实施方案，并非因此限制本专利的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，在本专利原理的前提下作出等同替换和显而易见变化所得到的方案，均应当包含在专利的保护范围内。