本技术涉及激光装备,特别涉及一种基于极坐标系的激光熔覆增材装备。
背景技术:
1、现有基于极坐标系的激光熔覆增材装备,都具有一个激光头。激光头的作用是按照预定的轨迹将原材金属料粉末通过高能激光融化、堆积到指定位置。
2、这项工作多是依靠激光头移动的轴系来完成,激光头需要连接的设备包括激光发生器、送粉器、电源、气源等。这些设备通过各种管路与激光头连接,由于激光头通常位于整个设备的顶部区域,且通常移动范围较大,导致通常需要较长管路进行连接,管路过长和移动的管路会导致能量和物料在输送过程损耗增加、控制准确度降低以及管路损坏风险增加。
3、同时构成激光头移动轴系的激光熔覆增材设备,为了满足较大体积激光头的移动,悬挂激光头的构件范围需要超过实际加工范围较多,导致占地面积和加工区域容积通常过大;占地面积过大不利于生产布局和规划生产线,而加工区域容积过大会使得制造激光熔覆增材需要的惰性环境成本大幅上升,不利于生产管理和成本管控。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种基于极坐标系的激光熔覆增材装备,旨在解决现有技术中激光头移动轴系结构复杂、体积大的技术问题。
2、为实现上述目的,本实用新型提出的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,包括:
3、密封箱,所述密封箱具有用于形成惰性环境的内腔,所述密封箱的顶部开设有连通于所述内腔的安装口,所述密封箱的外侧面开设有连通于所述内腔的取放口,所述取放口处安装有箱门;
4、激光头本体,所述激光头本体从所述安装口伸入所述内腔;
5、竖直驱动机构,设于所述内腔;
6、升降台,设于所述内腔,所述升降台驱动连接于所述竖直驱动机构的驱动端;
7、滑座,所述滑座设于所述升降台背离所述竖直驱动机构的一表面;
8、水平驱动机构,设于所述滑座背离所述升降台的一表面;
9、活动座,所述活动座可活动设于所述滑座背离所述升降台的一表面,所述活动座驱动连接于所述水平驱动机构的驱动端;
10、以及回转台组件,所述回转台组件可转动连接于所述活动座,所述回转台组件位于所述激光头本体的下方,所述回转台组件用于承载工件,所述回转台组件转动预设角度使工件与所述激光头本体相对。
11、可选地,所述滑座背离所述升降台的一表面设有导向结构,所述活动座可活动设于所述导向结构,所述导向结构用于为所述活动座的运动起导向作用。
12、可选地,所述导向结构为直线导轨;
13、所述活动座朝向所述直线导轨的一表面设有滑块,所述滑块连接于所述直线导轨。
14、可选地,所述回转台组件包括驱动电机和回转台本体,所述回转台本体驱动连接于所述驱动电机的电机轴。
15、可选地,所述竖直驱动机构包括剪叉式升降机构或油缸机构。
16、可选地,所述水平驱动机构为伺服丝杆驱动机构,所述活动座连接于所述伺服丝杆驱动机构中的移动部。
17、可选地,所述密封箱的外侧面还开设有连通于所述内腔的观察口,所述观察口处安装有透光材料层。
18、可选地,所述透光材料层的材质为玻璃。
19、实际应用中,本申请公开的基于极坐标系的激光熔覆增材装备可与现有技术中的控制组件(数控系统,例如plc)组合使用。具体地,实际应用中,根据激光熔覆增材分层制造的特点,先控制竖直驱动机构驱动升降台沿z轴方向运动到第一预设水平高度,再控制水平驱动机构以及回转台组件运动,使工件通过水平移动(例如沿x轴方向移动)以及c轴回转运动,通过极坐标插补的方式实现平面内任意位置移动,在到达平面内指定位置时,控制组件控制激光头本体工作对工件表面进行激光熔覆二次加工作业。在第一预设水平高度,工件的第一次激光熔覆作业完成后,控制组件控制竖直驱动机构驱动升降台运动至第二预设水平高度,在水平驱动机构和回转台组件的组合结构配合下,重复上述平面内作业,如此往复完成整个激光熔覆增材制造过程。当然,第一预设水平高度大于或小于第二预设水平高度值,根据实际使用需求,还可包括第三、第四和第n预设水平高度值。
20、本申请取消了传统运动部件按照x、y、z三个直线轴做空间直角坐标系内插补的运动方式,转而按照x、z、c两个直线轴一个回转轴在空间极坐标系插补的运动方式,根据实际使用需求控制工件在立体空间中移动,具有更为紧凑的结构。
1.一种基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述滑座背离所述升降台的一表面设有导向结构,所述活动座可活动设于所述导向结构,所述导向结构用于为所述活动座的运动起导向作用。
3.根据权利要求2所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述导向结构为直线导轨;
4.根据权利要求1所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述回转台组件包括驱动电机和回转台本体,所述回转台本体驱动连接于所述驱动电机的电机轴。
5.根据权利要求1至4中任一所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述竖直驱动机构包括剪叉式升降机构或油缸机构。
6.根据权利要求1至4中任一所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述水平驱动机构为伺服丝杆驱动机构,所述活动座连接于所述伺服丝杆驱动机构中的移动部。
7.根据权利要求1至4中任一所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述密封箱的外侧面还开设有连通于所述内腔的观察口,所述观察口处安装有透光材料层。
8.根据权利要求7所述的基于极坐标系的激光熔覆增材装备,其特征在于,所述透光材料层的材质为玻璃。