一种激光冷喷涂总成及喷涂系统

1.本发明涉及喷涂加工技术领域，尤其涉及一种激光冷喷涂总成及喷涂系统。


背景技术：

2.隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压开关设备。目前大部分使用的隔离开关仍为敞开式，触头多在户外，运行条件恶劣，大部分组件基本裸露，长期受到外界环境和气候的影响，因此需要对隔离开关加工隔离层。
3.目前主要采用喷涂方式对隔离开关加工隔离层，然而由于隔离开关具体平面和曲面，现有的喷涂设备无法保证对多个面连续性喷涂，导致对隔离开关喷涂的加工效果不好，同时加工效率低下。
4.经上述的技术分析，现有技术中存在对隔离开关喷涂的加工效果不好，同时加工效率低下缺陷。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种激光冷喷涂总成及喷涂系统，以解决现有技术对隔离开关喷涂的加工效果不好，同时加工效率低下的缺陷。
6.本发明解决上述技术问题的一方面提供：一种激光冷喷涂总成，包括：
7.支撑板，所述支撑板上开设有朝向加工方向弯曲的弧形槽；
8.固定座，所述固定座滑动连接在所述弧形槽上；
9.激光器，所述激光器连接在所述固定座上；
10.拉瓦尔喷嘴，所述拉瓦尔喷嘴连接在所述固定座上，所述拉瓦尔喷嘴的喷出端与所述激光器的输出端朝向同一位置，所述固定座能够沿所述弧形槽滑动，以改变所述激光器输出端和所述拉瓦尔喷嘴喷出端的朝向位置。
11.本发明的激光冷喷涂总成有益效果是：通过设置的弧形槽，能够使得激光器和拉瓦尔喷嘴跟随固定座沿弧形槽的延伸方向进行移动，通过能够产生角度便宜，从而当对由平面过渡到曲面的工具表面进行喷涂，不需要进行过度调节，能够实现对工具平面到曲面或者曲面到平面的连续性喷涂。本激光冷喷涂总成能够进行平面和曲面相互之间过渡时的连续性喷涂，保证了喷涂效果的一致性，使得工件喷涂的加工的品质高，加工的效率也得到提高。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，所述激光冷喷涂总成还包括用于带动所述固定座在所述弧形槽上滑动的驱动组件；
14.所述驱动组件包括第一电机、转动杆和连接杆，所述转动杆的一端与所述第一电机的驱动端连接，所述连接杆连接在所述固定座上，所述连接杆远离所述固定座的一端穿过所述弧形槽与所述转动杆的另一端连接。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：利于带动激光器和拉瓦尔喷嘴沿弧形槽的延
伸方向转动。
16.进一步，所述激光冷喷涂总成还包括用于调整所述支撑板相对待加工工件位置的调整组件；
17.所述调整组件包括调节座、x方向调节部件、y方向调节部件和z方向调节部件,所述x方向调节部件和y方向调节部件均连接在所述z方向调节部件的输出端上，所述x方向调节部件的输出端和y方向调节部件的输出端均与所述调节座连接，所述调节座与所述第一电机连接。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：利于根据工件位置改变激光器和拉瓦尔喷嘴的位置。
19.进一步，所述y方向调节部件包括：y调整丝杆和第一滑块，所述第一滑块螺纹连接在所述y调整丝杆且构造为丝杆螺母副；
20.所述z方向调节部件包括：z调整丝杆和第二滑块，所述第二滑块螺纹连接在所述z调整丝杆且构造为丝杆螺母副；
21.所述x方向调节部件包括：x调整丝杆和第三滑块，所述第三滑块螺纹连接在所述x调整丝杆且构造为丝杆螺母副；
22.所述y调整丝杆和x调整丝杆均连接在所述第二滑块上，所述第一滑块上形成有于所述x调整丝杆平行的第一导向杆，所述第三滑块上形成有于所述y调整丝杆平行的第二导向杆，所述调节座滑动连接在所述第一导向杆和所述第二导向杆上。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：能够进行xyz方向的调节，非常方便。
24.本公开的另一方面还提供一种喷涂系统，包括如上述的激光冷喷涂总成。
25.进一步，所述喷涂系统还包括喷涂室和夹持室，所述喷涂室连接在所述夹持室顶端，所述喷涂室的底端与所述夹持室的顶端连通，所述激光冷喷涂总成连接在所述喷涂室内，所述夹持室内设置有用于夹持待加工工件的夹具，所述激光器输出端和所述拉瓦尔喷嘴喷出端的朝向所述夹具夹持的待加工工件。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：保证室内喷涂，避免受外界影响。
27.进一步，所述夹具包括两个第一伸缩杆，两个所述第一伸缩杆连接在所述夹持室的内壁上，两个所述第一伸缩杆的伸缩端相对设置，以使两个所述第一伸缩杆的伸缩端相互靠近夹持待加工工件。
28.采用上述进一步方案的有益效果是：能够方便夹持待加工工件。
29.进一步，两个所述第一伸缩杆的伸缩端的端部设置有第二电机，所述第二电机的驱动端连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的伸缩端上设置有抵接头，所述抵接头用于与待加工工件抵顶，所述第二电机用于带动所述第二伸缩杆旋转，以使所述待加工工件旋转。
30.采用上述进一步方案的有益效果是：能够带动待加工工件的转动，实现不同面的连续性喷涂。
31.进一步，所述夹具还包括两个第三伸缩杆，两个所述第三伸缩杆连接在所述夹持室的内壁上，两个所述第三伸缩杆位于两个所述第一伸缩杆之间，两个所述第三伸缩杆的伸缩端相对设置，以使两个所述第三伸缩杆的伸缩端相互靠近与待加工工件的外壁抵顶。
32.采用上述进一步方案的有益效果是：能够对待加工工件的辅助固定。
33.进一步，所述喷涂系统还包括粉末回收室、泵浦源、水冷机、抽风机和粉末回收盒，
所述粉末回收室连接在所述夹持室的底端，所述夹持室的底端与所述粉末回收室连通，所述抽风机的抽吸端与所述粉末回收室连通，所述抽风机的排风端与所述粉末回收盒连通，所述水冷机的输出端与所述激光冷喷涂总成，所述水冷机用于对所述激光冷喷涂总成降温，所述泵浦源用于与所述激光冷喷涂总成的所述激光器连接。
34.采用上述进一步方案的有益效果是：能够回收喷涂粉末，避免粉末四散飘溢，通过水冷机能够对激光器进行降温。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一种实施方式的激光冷喷涂总成的立体图；
36.图2为本发明一种实施方式的激光冷喷涂总成的正视图；
37.图3为本发明一种实施方式的激光冷喷涂总成的右视图；
38.图4为本发明一种实施方式的喷涂系统的立体图；
39.图5为本发明一种实施方式的喷涂室和夹持室连接关系的立体图；
40.图6为本发明一种实施方式的喷涂室和夹持室连接关系的正视图；
41.图7为本发明一种实施方式的激光冷喷涂总成与夹具的位置关系示意图；
42.图8为本发明一种实施方式的夹具的立体图；
43.图9为本发明一种实施方式的夹具的俯视图；
44.图10为本发明一种实施方式的抵接头的结构示意图；
45.图11为本发明一种实施方式的喷涂系统的使用状态一的结构示意图；
46.图12为本发明一种实施方式的喷涂系统的使用状态二的结构示意图；
47.图13为本发明一种实施方式的喷涂系统的使用状态三的结构示意图。
48.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
49.1、喷涂室；2、夹持室；3、粉末回收室；4、操作面板；5、泵浦源；6、水冷机；7、抽风机；8、粉末回收盒；9、拉瓦尔喷嘴；10、激光器；11、固定座；12、第一滑块；13、调节座；14、y调整丝杆；15、第二滑块；16、z调整丝杆；17、支撑板；18、x调整丝杆；19、第三滑块；20、弧形槽；21、第一导向杆；22、第二导向杆；23、第一电机；24、隔离开关；25、第一伸缩杆；26、第二伸缩杆；27、第二电机；28、第三伸缩杆；29、抵接头；30、摩擦轮。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.如图1-图13所示，本公开的一方面提供一种激光冷喷涂总成，包括：支撑板17、固定座11、激光器10和拉瓦尔喷嘴9。
52.支撑板17上开设有朝向加工方向弯曲的弧形槽20。固定座11滑动连接在弧形槽20
上。激光器10连接在固定座11上。拉瓦尔喷嘴9连接在固定座11上，拉瓦尔喷嘴9的喷出端与激光器10的输出端朝向同一位置，固定座11能够沿弧形槽20滑动，以改变激光器10输出端和拉瓦尔喷嘴9喷出端的朝向位置。
53.其中，支撑板17用于支撑固定座11，而固定座11用于安装固定拉瓦尔喷嘴9和激光器10。其中，拉瓦尔喷嘴9用于将喷涂粉末材料以超音速喷出形成粉斑。激光器10用于发射光斑，激光器10发射出的光斑具有两个功能，其一是：若喷涂粉末材料或者待加工工件的基板材质硬度过大，则光斑与粉斑重合后，能够软化基板材质和喷涂粉末材料，提高粉斑和基板材质的结合强度，另一个功能是：若待加工工件的基板材质表面存在杂质等，则光斑能够对待加工工件的基板材质表面进行清洗、毛化、预热。清洗用于消除基板材质表面油污或氧化膜等不利沉积涂层的物质，毛化用于消除上一工序喷砂处理所带来的残留物，另外预热基材的同时能够增加粗糙度，以促进喷涂材料与基板材质的结合。
54.上述技术方案中，通过设置的弧形槽20，能够使得激光器10和拉瓦尔喷嘴9跟随固定座11沿弧形槽20的延伸方向进行移动，通过能够产生角度便宜，从而当对由平面过渡到曲面的工具表面进行喷涂，不需要进行过度调节，能够实现对工具平面到曲面或者曲面到平面的连续性喷涂。本激光冷喷涂总成能够进行平面和曲面相互之间过渡时的连续性喷涂，保证了喷涂效果的一致性，使得工件喷涂的加工的品质高，加工的效率也得到提高。
55.可选地，本公开的一种实施方式中，激光器10通过螺栓与固定座11连接，通过螺栓能够小范围调节激光器10的输出端的朝向，以保证激光器10照射的光斑与拉瓦尔喷嘴9形成的粉斑重合或分离，能够满足加工的不同需求。
56.可选地，本公开的一种实施方式中，固定座11上开设有长条形安装槽，激光器10通过螺栓连接在安装槽内，另外通过激光器10在安装槽上的位置改变，能够改变激光器10的焦距，使得激光器10产生的激光能够对焦到待加工工件上。具体地，激光器10发射出的光斑为矩形，光斑尺寸为3mm
×
6mm。
57.可选地，本公开的一种实施方式中，激光冷喷涂总成还包括送粉器和供气设备，拉瓦尔喷嘴9上形成有进粉管和进气管，送粉器的输出端与进粉管连通，将喷涂粉末材料输送至拉瓦尔喷嘴9。供气设备的输出端与进气管连通，供气设备向拉瓦尔喷嘴9供应高压气体。具体地，拉瓦尔喷嘴9的出口形状为圆形。
58.可选地，本公开的一种实施方式中，支撑板17为扇形板，弧形槽20的圆心角的角度为60
°
。
59.可选地，本公开的一种实施方式中，激光冷喷涂总成还包括用于带动固定座11在弧形槽20上滑动的驱动组件；
60.驱动组件包括第一电机23、转动杆和连接杆，转动杆的一端与第一电机23的驱动端连接，连接杆连接在固定座11上，连接杆远离固定座11的一端穿过弧形槽20与转动杆的另一端连接。
61.其中，本实施方式中，第一电机23用于带动转动杆进行小范围转动，从而使得连接杆在弧形槽20内移动。需要说明的，若第一电机23位于弧形槽20的虚拟圆心位置，则连接杆远离固定座11的一端可与转动杆固定连接，若第一电机23不位于弧形槽20的虚拟圆心位置，则连接杆远离固定座11的一端可与转动杆滑动连接，从而连接杆能够在弧形槽20内滑动，实现带动固定座11沿弧形槽20的延伸方向移动。具体地，本实施方式中，第一电机23为
微型电机，使得转动杆进行缓慢转动。
62.可选地，本公开的一种实施方式中，弧形槽20朝向固定座11的一侧的槽口处还可开设导向槽，固定座11上形成有导向块，导向块滑动设在导向槽内，能够保证固定座11的滑动方向。
63.可选地，本公开的一种实施方式中，激光冷喷涂总成还包括用于调整支撑板17相对待加工工件位置的调整组件；
64.调整组件包括调节座13、x方向调节部件、y方向调节部件和z方向调节部件,x方向调节部件和y方向调节部件均连接在z方向调节部件的输出端上，x方向调节部件的输出端和y方向调节部件的输出端均与调节座13连接，调节座13与第一电机23连接。
65.其中，本实施方式中，x方向调节部件、y方向调节部件和z方向调节部件能够分别实现三个方向的调节，从而能够带动调节座13多位置移动，能够针对不同工件大小以及不同工件位置进行调整加工，适用范围广，操作方便。
66.可选地，本公开的一种实施方式中，y方向调节部件包括：y调整丝杆14和第一滑块12，第一滑块12螺纹连接在y调整丝杆14且构造为丝杆螺母副；
67.z方向调节部件包括：z调整丝杆16和第二滑块15，第二滑块15螺纹连接在z调整丝杆16且构造为丝杆螺母副；
68.x方向调节部件包括：x调整丝杆18和第三滑块19，第三滑块19螺纹连接在x调整丝杆18且构造为丝杆螺母副；
69.y调整丝杆14和x调整丝杆18均连接在第二滑块15上，第一滑块12上形成有于x调整丝杆18平行的第一导向杆21，第三滑块19上形成有于y调整丝杆14平行的第二导向杆22，调节座13滑动连接在第一导向杆21和第二导向杆22上。
70.其中，本实施方式中，第一滑块12能够在y调整丝杆14上移动，随着y调整丝杆14的转动，第一滑块12沿着y调整丝杆14的长度方向进行移动。y方向调节部件还可以设置y方向驱动电机，能够驱动y调整丝杆14进行转动。
71.其中，本实施方式中，第二滑块15能够在z调整丝杆16上移动，随着z调整丝杆16的转动，第二滑块15沿着z调整丝杆16的长度方向进行移动。z方向调节部件还可以设置z方向驱动电机，能够驱动z调整丝杆16进行转动。
72.本实施方式中，第三滑块19能够在x调整丝杆18上移动，随着x调整丝杆18的转动，第三滑块19沿着x调整丝杆18的长度方向进行移动。x方向调节部件还可以设置x方向驱动电机，能够驱动x调整丝杆18进行转动。
73.可以理解的是，当需要进行上下移动时，第二滑块15在z调整丝杆16上移动，此时y调整丝杆14和x调整丝杆18跟随进行上下移动，从而带动调节座13进行上下移动。当需要进行x方向调节时，第三滑块19在x调整丝杆18上移动，此时调节座13沿着第一导向杆21进行滑动，使得调节座13的位置发生变动。当需要进行y方向调节时，第一滑块12在y调整丝杆14上移动，此时调节座13沿着第二导向杆22进行滑动，使得调节座13的位置发生变动。
74.具体地，本实施方式中，z调整丝杆16为四根，四根z调整丝杆16分列四方，对应的第二滑块15也为四个。x调整丝杆18和y调整丝杆14均为两个，两个x调整丝杆18平行设置，对应的第三滑块19为两个，两个y调整丝杆14平行设置，对应的第一滑块12为两个。两个x调整丝杆18和两个y调整丝杆14的两端分别于第二滑块15连接，构造为矩形。
75.本公开的另一方面还提供一种喷涂系统，包括如上述的激光冷喷涂总成。
76.可选地，本公开的一种实施方式中，喷涂系统还包括喷涂室1和夹持室2，喷涂室1连接在夹持室2顶端，喷涂室1的底端与夹持室2的顶端连通，激光冷喷涂总成连接在喷涂室1内，夹持室2内设置有用于夹持待加工工件的夹具，激光器10输出端和拉瓦尔喷嘴9喷出端的朝向夹具夹持的待加工工件。
77.其中，本实施方式中，喷涂室1和夹持室2均由板材构成的方形封闭结构。喷涂室1上开设有一个用于取放待加工工件的开口，开口能够通过门板封闭。待加工工件通过夹具夹持在夹持室2内，通过喷涂室1内的激光冷喷涂总成中的激光器10和拉瓦尔喷嘴9对待加工工件进行喷涂加工。
78.可选地，本公开的一种实施方式中，夹具包括两个第一伸缩杆25，两个第一伸缩杆25连接在夹持室2的内壁上，两个第一伸缩杆25的伸缩端相对设置，以使两个第一伸缩杆25的伸缩端相互靠近夹持待加工工件。
79.其中，本实施方式中，两个第一伸缩杆25的一端连接在夹持室2的内壁上，两个第一伸缩杆25的另一端为伸缩端，用于夹持待加工工件。当两个第一伸缩杆25的伸缩端伸长相互靠近时，使得两个第一伸缩杆25的伸缩端接触，从而能够夹持待加工工件。具体地，两个第一伸缩杆25为液压伸缩杆，能够方便第一伸缩杆25的伸长或缩短。
80.可选地，本公开的一种实施方式中，两个第一伸缩杆25的伸缩端的端部设置有第二电机27，第二电机27的驱动端连接有第二伸缩杆26，第二伸缩杆26的伸缩端上设置有抵接头29，抵接头29用于与待加工工件抵顶，第二电机27用于带动第二伸缩杆26旋转，以使待加工工件旋转。
81.其中，本实施方式中，第二电机27能够跟随第一伸缩杆25的伸长或缩短而移动，从而第二电机27能够靠近或远离待加工工件。其中，第二伸缩杆26为小型伸缩杆，第二伸缩杆26能够伸入待加工工件内部，通过第二伸缩杆26的伸长，使得抵接头29与待加工工件内壁抵顶，从而将待加工工件固定，以保证待加工工件的外表面均匀喷涂加工。另外通过第二电机27能够带动第二伸缩杆26进行转动，当抵接头29与待加工工件内壁抵顶将待加工工件固定后，随着第二伸缩杆26的转动，待加工工件能够跟随旋转，从而能够利于对待加工工件的不同进行喷涂加工，不需要反复取下待加工工件，提高了加工效率。
82.具体地，本实施方式中，第二伸缩杆26为两个，两个第二伸缩杆26相对设置，两个第二伸缩杆26均连接与第二电机27的驱动端上，两个第二伸缩杆26能够对待加工工件的两内壁抵顶，从而利于对待加工工件的固定。具体地，第二伸缩杆26同样为液压伸缩杆。
83.可选地，本公开的一种实施方式中，抵接头29的一面与第二伸缩杆26的伸缩端固定连接，另一面转动设有多个摩擦轮30，多个摩擦轮30平行设置，摩擦轮30用于与待加工工件接触，能够保证待加工工件在喷涂过程中不发生下滑。
84.可选地，本公开的一种实施方式中，夹具还包括两个第三伸缩杆28，两个第三伸缩杆28连接在夹持室2的内壁上，两个第三伸缩杆28位于两个第一伸缩杆25之间，两个第三伸缩杆28的伸缩端相对设置，以使两个第三伸缩杆28的伸缩端相互靠近与待加工工件的外壁抵顶。
85.其中，本实施方式中，第三伸缩杆28用于对待加工工件的外壁进行辅助固定，当第一伸缩杆25上的第二电机27在带动待加工工件转动时，第三伸缩杆28缩短，能够避免待加
工工件转动时出现碰撞情况。具体地，两个第一伸缩杆25和两个第三伸缩杆28分别位于四个方向，能够从四个方向对待加工工件进行夹持，使得对待加工工件的夹持稳定性更高。具体地，第三伸缩杆28同样为液压伸缩杆。优选地，第三伸缩杆28的伸缩端上同样可设置与上述抵接头29结构相同的抵接块。
86.可选地，本公开的一种实施方式中，喷涂系统还包括粉末回收室3、泵浦源5、水冷机6、抽风机7和粉末回收盒8，粉末回收室3连接在夹持室2的底端，夹持室2的底端与粉末回收室3连通，抽风机7的抽吸端与粉末回收室3连通，抽风机7的排风端与粉末回收盒8连通，水冷机6的输出端与激光冷喷涂总成，水冷机6用于对激光冷喷涂总成降温，泵浦源5用于与激光冷喷涂总成的激光器10连接。
87.其中，本实施方式中，粉末回收室3用于汇集喷涂出的粉末，粉末回收室3内设置收集腔，收集腔呈倒锥型，锥口与抽风机7的抽吸端相通。通过抽风机7向粉末回收室3产生抽吸力，使得粉末能够进入到粉末回收室3内，而抽风机7产生的抽吸力会带动粉末进入到粉末回收盒8中，从而能够回收粉末材料，避免粉末四处飘散。通过设置的水冷机6能够对激光冷喷涂总成进行冷却。泵浦源5用于辅助激光器10产生激光。优选地，泵浦源5外壁上还设置有控制面板，控制面板设置有控制器，控制器分别与泵浦源5、水冷机6、抽风机7、第一电机23、第二电机27、激光器10、拉瓦尔喷嘴9和调整组件电连接，从而实现电动控制，其控制器的指令发出/接收为现有技术，在此不再过多赘述。
88.本公开的实施方式的喷涂系统还包括以下工作方法，在工作时，首先将隔离开关24用夹具夹持，将喷涂粉末材料进行喷涂前的烘干处理，在120℃下烘干1小时，装入送粉器，设置好喷涂参数，载气种类为氮气，载气压强为4mpa，送粉率为1.5rpm/min，喷涂距离为20mm，喷嘴扫描速度为10mm/s，激光功率为500w，先进行平面喷涂，形成如厚度均匀的涂层，且平整度较佳。当完成平面喷涂后，夹具将隔离开关24旋转，使得曲面位于喷涂范围内，直至完成曲面喷涂，形成厚度均匀的涂层，之后夹具再次旋转隔离开关24将未喷涂的平面置于喷涂范围内，完成最后的平面喷涂。
89.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。