专利名称：激光粉末焊接动平衡调整装置的制作方法
技术领域：
激光粉末焊接动平衡调整装置技术领域：
本实用新型涉及一种激光粉末焊接动平衡调整装置，尤指利用激光的 非接触加工性能对工件进行动平衡调整的激光粉末焊接动平衡调整装置。背景技术：
机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均等原因造成 质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向呈周期性变化的惯性力。 由于回转体结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等原因，均会引起 偏心(质心偏离形心)，由于偏心将导致回转体运转时产生离心惯性力，从而 使回转体处于不平衡状态，需在回转体上加减配重，以改善回转体的质量 分布，从而保证回转体在运转时由不平衡而引起的振动或振动力减小到允 许范围内，现有技术采用平衡仪或平衡机来测量或实验回转体的平衡(可 指动平衡或静平衡)，在被测工件或被测机构不平衡时，从平衡仪或平衡机 上取下该被测工件或被测机构，然后利用辅助设备切除或增加材料或者利 用人工如磨沙纸对准工件或机构进行磨擦以切除或增加材料的方法来调节 该工件或机构的平衡。现有技术的平衡调整方法，需从平衡仪或平衡机上取下工作，所以无 法做到实时调节，大多数情况需要多次调节，易受人为操作影响，生产效 率低，可靠性及精度都不高；另，由于调整部分是接触式加工，而接触式 加工必然对材料产生机械变形，并施加给材料一定的应力，加工变形量大， 只能加工普通材料，而不能加工精度较高的材料。因此，有必要设计一种新的装置，以克服上述缺陷。
实用新型内容本实用新型所欲解决的技术问题在于提供一种可以在线测量并可对回 转体的动平衡进行调整、且调整精度高、效率高的激光粉末焊接动平衡调 整装置。本实用新型所采用的技术方案是提供一种激光粉末焊接动平衡调整装 置，其包括调整整个动平衡调整装置的相对水平位置的一调整装置；安 装在该调整装置上的牵引工件作转动的一动力装置、支撑工件的一支撑装 置、记录、分析工件动平衡性能的一计算机和至少一传感器、对工件进行 粉末焊接的一激光系统、调节该激光系统与工件的相对位置的一升降装置， 所述计算机、传感器分别与激光系统、动力装置、工件或支撑装置相连。本实用新型激光粉末焊接动平衡调整装置，通过激光的非接触加工性 能对工件进行动平衡调整，由于激光开通及关闭的延时很短，可以实现在 高速运转的工件上进行在线的调整，其优点如下1. 生产效率高，在高精度的调整中，由于不需要多次在工件装卸及 记录，所以可以大大提高生产效率。2. 可靠性高，由于在线一次性将工件安装并夹紧完成调整，便于自 动化，也消除了人为因素造成的失误。3. 精度高，由于在线测量和在线调整，不需要人工干预，很容易做 到精确定位调整，并形成闭环调节以获得很高的品质。4. 可加工普通工艺很难加工的工件，而且加工变形小。
图1为本实用新型动平衡调整装置的结构示意图的主视图； 图2为图1所示动平衡调整装置的结构示意图的右视图。具体实施模式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。请参阅图1和图2为本实用新型激光粉末焊接动平衡调整装置的结构 示意图，本实用新型激光粉末焊接动平衡调整装置100是一种利用激光非 接触加工性能调整工件3的动平衡(当然调整工件3的静平衡也在本实用 新型的保护范围内)，该工件3为回转体，具体可为轴类工件、盘类工件、 曲轴类工件，例如电机转子、离心扇叶、数控机床及偏心轮等，且调整回 转件的质量分布，使回转件工作时离心力系达到平衡，以消除附加动压力， 尽可能减轻有害的机械振动。本实用新型激光粉末焊接动平衡调整装置100包括 一个调整装置29， 调整整个动平衡装置100的相对位置，该调整装置29包括一个底座9及可 对底座9进行调节的一个水平调节装置12,所述整个动平衡调整装置100 即安装在该底座9上； 一个动力装置1安装在该底座9上，且该动力装置1 对应工件3的中心轴线安装，该动力装置1使工件3在该动力装置1牵引 下做运动；支撑及固定工件3的支撑装置7，该支撑装置7为对工件3进行 夹持的一夹持装置，工件3安装在夹持装置7上，并对应动力装置l; 一个 升降装置10,固定在所述底座9上； 一激光系统4安装在该升降装置10上， 本实施例中激光系统4包括两个激光头或激光器，该激光头或激光器所采 用的激光为任意波长； 一喷粉器11安装在升降装置10上，该喷粉器10设 有与激光头对应的两个喷粉口 6。本实用新型动平衡调整装置100还包括有测量指示系统，该指示系统 包括一个位置传感器2、 一个振动传感器8及一个计算机5，振动传感器8 安装在支tf装置7上，以测量工件3的振动，所述位置传感器2安装在动 力装置1上或工件3的轴上，位置传感器2和振动传感器8分别与计算机相连，计算机5又与激光系统4相连。该动平衡调整装置100工作-流程下 面将详细论述。首先，调整调整装置29，既调整安装在底座9上的水平调节装置12， 由于整个动平衡调整装置100位于所述调整装置29上，该调整装置29使 整个装置100处于水平状态，以利于激光系统4加工工件3。接着将工件3装设支撑装置7上，使工件3的轴线对应动力装置1被 固定住。接着调整所述升降装置10，并使激光系统4与工件3处于相对位置。 接着开启动力装置l，该动力装置1用于提供工件3转动的动力，工件3在该动力装置1牵引下转动，且工件3在旋转时，动平衡不好会引起夹持装置7振动。所述振动传感器8和位置传感器2用于测量工件3因不平衡引起的振 动，其中所述振动传感器8记录工件3动平衡不好时所产生的振动，传送 至计算机5;而位置传感器2可为压力传感器或其他类型的传感器，并设于 所述工件3的至少一端部(当然该位置传感器也可设于工件3的两端)，且 该位置传感器2记录工件3振动所对应的位置传送到计算机5。所述计算机5收到位置传感器2的数据后，分析工件3的动平衡特性， 如果工件3的动平衡特性不好吋，计算机5将控制所述激光系统4加工工 件3，使工件3上各质量的离心力的向量和等于零，且离心力所引起的力偶 矩的向量和也等于零，并在控制激光系统4时，同时采集位置传感器2和 振动传感器8的信号分析工件3的动平衡特征，直到检测到工件3的各质 量的离心力的向量和等于零，且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于零 为止。最后通过激光系统4作为热源，激光束经导光系统(图未示)聚焦在 工件3表面的接缝处(图未示)形成焊接熔池，同时将事先合金化或机械方法混合后的粉末(图未示)通过喷粉器10的喷粉口 6注入到激光熔池中， 粉末材料熔化并与工件材料混合，冷却后即形成焊缝，将两块分离的工件 连成一个整体。其中激光系统4为包括所有波长的激光设备，并利用激光的发射能力 强、能量的高度集中的特点及激光开通及关闭的延时很短，且本实施例中 两个激光系统4同时向下对工件3在线加工，并通过非接触加工材料的方 法实现实时动平衡调节，可以实现在高速运转的工件上进行在线的调整。本实用新型激光粉末焊接动平衡调整装置100不仅可加工轴类工件、 盘类工件、曲轴类工件等回转体类工件，而且都是利用激光的非接触加工 性能使这类工件的各质量的离心力的向量和等于零，且离心力所引起的力 偶矩的向量和也等于零，从而达到对这类工件进行动平衡调整。当然如果对这类工件进行静平衡调整时，也是首先通过传感器检测工 件的质心位置是否在回转轴线上，如果工件静平衡不好时，计算机将控制 所述激光系统加工工件，使工件在同一回转面内加一质量(或在相反方向减 一质量)，并在控制激光系统时，同时采集位置传感器和振动传感器的信号 分析工件的静平衡特征，直到检测到工件的离心力与原有质量所产生的离 心力之向量和等于零，直到工件达到要求的静平衡状态。
权利要求1. 一种激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于，其包括调整整个 动平衡调整装置的相对水平位置的一调整装置；安装在该调整装置上 的牵引工件作转动的一动力装置、支撑工件的一支撑装置、记录、分 析工件动平衡性能的一计算机和至少一传感器、对工件进行粉末焊接 的一激光系统、调节该激光系统与工件的相对位置的一升降装置，所 述计算机、传感器分别与激光系统、动力装置、工件或支撑装置相连。
2. 如权利要求1所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于所 述调整装置包括底座及可对底座进行调节的水平调节装置。
3. 如权利要求1所述的激激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于-所述传感器包括一位置传感器及一振动传感器，所述振动传感器安装 在所述支撑装置上，所述位置传感器安装在动力装置上或工件上，所 述位置传感器及振动传感器与计算机相连，计算机又与激光系统相逸
4. 如权利要求3所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于所 述位置传感器为压力传感器。
5. 如权利要求3所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于所 述位置传感器设于所述工件的至少一端部。
6. 如权利要求1所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于所 述支撑装置为对工件进行夹持的一夹持装置。
7. 如权利要求1所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于所 述激光系统包括至少一个激光头或激光器。
8. 如权利要求1所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于所 述工件为回转体，包括轴类工件、盘类工件、曲轴类工件。
9. 如权利要求1所述的激光粉末焊接动平衡调整装置，其特征在于还 包括位于激光系统下侧的一喷粉器，该喷粉器设有一喷粉口 。
专利摘要一种激光粉末焊接动平衡调整装置，其包括调整整个动平衡调整装置的相对水平位置的一调整装置；安装在该调整装置上的牵引工件作转动的一动力装置、支撑工件的一支撑装置、记录、分析工件动平衡性能的一计算机和至少一传感器、对工件进行粉末焊接的一激光系统、调节该激光系统与工件的相对位置的一升降装置，所述计算机、传感器分别与激光系统、动力装置、工件或支撑装置相连。本实用新型激光粉末焊接动平衡调整装置，由于不需要多次在工件装卸及记录，可提高生产效率；消除了人为因素造成的失误；由于在线测量和在线调整，不需要人工干预，容易做到精确定位调整，并形成闭环调节以获得很高的品质；可加工普通工艺难加工的工件，而且加工变形小。
文档编号G01M1/00GK201156003SQ20072019630
公开日2008年11月26日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年12月25日
发明者宁 任, 张洪鑫, 陈克胜, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司