一種激光熔覆及焊接設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光熔覆及焊接技術領域，特別涉及一種激光熔覆及焊接設備。
【背景技術】
[0002]激光熔覆是一種通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法。該方法通過在基層表面形成與其為冶金結合的添料熔覆層，可顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝特性，從而達到表面改性或修復的目的。
[0003]激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法，即激光輻射加工熱工件表面，使其表面熱量通過熱傳導向其內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池，進而實現快速焊接。
[0004]目前，市場上激光熔覆和焊接這類設備主要是平面激光加工作業，采用數控機床搭載激光器來單獨實現激光熔覆或激光焊接功能，無法實現三維柔性作業且設備占用體積大；一些市面上的機器人三維柔性加工系統，大多是將激光器分束為兩束激光，作為光源分別搭載到兩個機器人，以實現激光熔覆和激光焊接的功能，雖然實現了柔性三維加工，但成本相對高昂且占地面積大，造成設備性價比較低。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供了一種激光熔覆及焊接設備，其目的是為了解決現有平面作業的激光熔覆和焊接設備無法實現三維柔性作業，機器人三維柔性加工系統成本高昂且占地面積較大等問題。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型的實施例提供了一種激光熔覆及焊接設備，該設備包括:機器人系統、焊接平臺、熔覆工作臺以及操作控制系統；其中，
[0007]機器人系統包括:二維機床，與二維機床螺接的機器人；機器人上設有激光/焊接頭;
[0008]焊接平臺以及熔覆工作臺分別位于二維機床的兩側；
[0009]操作控制系統包括:用于安裝外界控制系統的控制臺、氣動柜、機器人電柜、空壓機、控制電柜、激光器以及水冷機；氣動柜、空壓機、激光器以及水冷機均與激光/焊接頭通過管路相連通；
[0010]控制臺的數據輸出端分別與機器人電柜的數據輸入端以及控制電柜的數據輸入端連接；控制電柜的數據輸出端分別與氣動柜、空壓機、激光器、水冷機、激光/焊接頭、焊接平臺以及熔覆工作臺連接；機器人電柜的數據輸入端分別與機器人的數據輸入端以及二維機床的數據輸入端連接。
[0011]進一步地，機器人的高度可調。
[0012]進一步地，該設備還包括穩壓電源，二維機床以及激光器均與穩壓電源的輸出端連接。
[0013]進一步地，激光/焊接頭設有調焦紅光。
[0014]進一步地，焊接平臺設有用于固定工件的夾具。
[0015]進一步地，熔覆工作臺設有用于固定工件的旋轉卡盤和頂尖。
[0016]本實用新型的上述方案有如下的有益效果:
[0017]本實用新型將激光熔覆設備及激光焊接設備集成于一體，采用激光器作為光源，搭載機器人及操作控制系統，組成多軸聯動的柔性高精度激光加工系統，可完成高精度三維柔性激光加工作業。本實用新型可完成復雜的平面直線、圓弧及任意軌跡的熔覆和焊接，針對不同形狀的受損金屬工件表面進行熔覆強化、修復及焊接；本實用新型結構簡單，占地體積小，性價比和靈活度較高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的激光熔覆及焊接設備的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的激光熔覆及焊接設備的電氣連接圖。
[0020]附圖標記說明:
[0021]1、機器人系統；2、焊接平臺；3、熔覆工作臺；4、操作控制系統；5、機器人；6、二維機床；7、激光/焊接頭；8、控制臺；9、氣動柜；10、機器人電柜；11、空壓機；12、控制電柜；
13、激光器；14、水冷機；15、穩壓電源。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0023]如圖1所示，本實用新型針對現有的問題提供了一種激光熔覆及焊接設備，包括:機器人系統1、焊接平臺2、熔覆工作臺3以及操作控制系統4 ;其中，
[0024]機器人系統I包括:二維機床6，與二維機床6螺接的機器人5 ;機器人5上設有激光/焊接頭7 ;在本實用新型工作的過程中，二維機床6可帶動機器人5實現橫向以及縱向的平移，在工件固定以后，無需再移動工件即可完成激光熔覆以及焊接；進一步地，機器人5的高度可調，也就是說，激光/焊接頭7的高度可調，激光/焊接頭7可實現Z向移動，該結構與二維機床6的配合實現了三維加工作業。
[0025]進一步地，激光/焊接頭7設有調焦紅光，用于激光焊接時，實現焊接焦點的找尋。
[0026]焊接平臺2以及熔覆工作臺3分別位于二維機床6的兩側；本實用新型中，激光焊接及激光熔覆共用一套機器人系統I及操作控制系統4 ;進行激光焊接時，機器人5轉向焊接平臺2 ;進行激光熔覆時，機器人5轉向熔覆工作臺3即可，節省了設備制造成本。
[0027]進一步地，焊接平臺2設有用于固定工件的夾具。
[0028]進一步地，熔覆工作臺3設有用于固定工件的旋轉卡盤和頂尖；
[0029]操作控制系統4包括:用于安裝外界控制系統的控制臺8、氣動柜9、機器人電柜
10、空壓機11、控制電柜12、激光器13以及水冷機14 ;氣動柜9、空壓機11、激光器13以及水冷機14均與激光/焊接頭7通過管路相連通。
[0030]其中，機器人電柜10用于控制機器人5的移動以及機器人5與二維機床6的配合；空壓機11與氣動柜9相配合，用于提供激光熔覆以及激光焊接所需氣體，并使所提供的氣體符合工藝要求；激光器13用于提供激光熔覆及激光焊接所需的激光光源，是整個設備的能量中心；水冷機14用于控制激光器13以及激光/焊接頭7處于恒溫工作狀態。
[0031]參見圖2，控制臺8的數據輸出端分別與機器人電柜10的數據輸入端以及控制電柜12的數據輸入端連接；控制臺8內安裝外界控制系統，驅動機器人電柜10以及控制電柜12，機器人電柜10驅動機器人5以及二維機床6，控制電柜12驅動氣動柜9、空壓機11、激光器13、水冷機14、激光/焊接頭7、焊接平臺2以及熔覆工作臺3，進而實現整套設備的工作過程的控制。
[0032]控制電柜12的數據輸出端分別與氣動柜9、空壓機11、激光器13、水冷機14、激光/焊接頭7、焊接平臺2以及熔覆工作臺3連接；機器人電柜10的數據輸入端分別與機器人5的數據輸入端以及二維機床6的數據輸入端連接。
[0033]繼續參見圖1，該設備還包括穩壓電源15，二維機床6以及激光器13均與穩壓電源15的輸出端連接，穩壓電源15用于控制整套設備的電源穩定性。
[0034]在進行激光熔覆的過程中，首先將工件固定在旋轉卡盤與頂尖上，由控制臺8內安裝的外界控制系統，控制整套設備的工作過程即可；在進行激光焊接的過程中，首先將工件通過夾具固定在焊接平臺2上，由控制臺8內安裝的外界控制系統，控制整套設備的工作過程即可。
[0035]本實用新型將激光熔覆設備及激光焊接設備集成于一體，采用激光器作為光源，搭載機器人及操作控制系統，組成多軸聯動的柔性高精度激光加工系統，可完成高精度三維柔性激光加工作業以及復雜的平面直線、圓弧及任意軌跡的熔覆和焊接，針對不同形狀的受損金屬工件表面進行熔覆強化、修復及焊接；本實用新型結構簡單，占地體積小，性價比和靈活度較高。
[0036]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種激光熔覆及焊接設備，其特征在于，包括:機器人系統(I)、焊接平臺(2)、熔覆工作臺⑶以及操作控制系統⑷；其中， 所述機器人系統(I)包括:二維機床￠)，與二維機床￠)的機器人(5)螺接；所述機器人(5)上設有激光/焊接頭(7); 所述焊接平臺(2)以及熔覆工作臺(3)分別位于所述二維機床￠)的兩側； 所述操作控制系統(4)包括:用于安裝外界控制系統的控制臺(8)、氣動柜(9)、機器人電柜(10)、空壓機(11)、控制電柜(12)、激光器(13)以及水冷機(14);所述氣動柜(9)、空壓機(11)、激光器(13)以及水冷機(14)均與所述激光/焊接頭(7)通過管路相連通； 所述控制臺(8)的數據輸出端分別與所述機器人電柜(10)的數據輸入端以及控制電柜(12)的數據輸入端連接；所述控制電柜(12)的數據輸出端分別與所述氣動柜(9)、空壓機(11)、激光器(13)、水冷機(14)、激光/焊接頭(7)、焊接平臺⑵以及熔覆工作臺(3)連接；所述機器人電柜(10)的數據輸入端分別與所述機器人(5)的數據輸入端以及二維機床(6)的數據輸入端連接。2.如權利要求1所述的激光熔覆及焊接設備，其特征在于，所述機器人(5)的高度可調。3.如權利要求1所述的激光熔覆及焊接設備，其特征在于，所述設備還包括穩壓電源(15)，所述二維機床(6)以及激光器(13)均與所述穩壓電源(15)的輸出端連接。4.如權利要求1所述的激光熔覆及焊接設備，其特征在于，所述激光/焊接頭(7)設有調焦紅光。5.如權利要求1所述的激光熔覆及焊接設備，其特征在于，所述焊接平臺(2)設有用于固定工件的夾具。6.如權利要求1所述的激光熔覆及焊接設備，其特征在于，所述熔覆工作臺(3)設有用于固定工件的旋轉卡盤和頂尖。7.如權利要求1所述的激光熔覆及焊接設備，其特征在于，所述水冷機(14)與所述激光/焊接頭(7)通過水路相連通，所述氣動柜(9)、空壓機(11)以及激光器(13)與所述激光/焊接頭(7)通過氣路相連通。
【專利摘要】本實用新型提供了一種激光熔覆及焊接設備，該設備包括：機器人系統、焊接平臺、熔覆工作臺以及操作控制系統；其中，機器人系統包括：二維機床，與二維機床螺接的機器人；機器人上設有激光/焊接頭；焊接平臺以及熔覆工作臺分別位于二維機床的兩側；操作控制系統包括：用于安裝外界控制系統的控制臺、氣動柜、機器人電柜、空壓機、控制電柜、激光器以及水冷機；氣動柜、空壓機、激光器以及水冷機均與激光/焊接頭通過管路相連通；控制臺的數據輸出端分別與機器人電柜的數據輸入端以及控制電柜的數據輸入端連接。本實用新型可完成復雜的平面直線、圓弧及任意軌跡的熔覆和焊接；本實用新型結構簡單，占地體積小，性價比和靈活度較高。
【IPC分類】B23P23/04
【公開號】CN204893414
【申請號】CN201520484666
【發明人】段金鵬
【申請人】匯能光電有限責任公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月7日