激光填丝焊增材修补装置及修补方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106141436A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201610681750.9(22)申请日2016.08.17(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人高向东蓝重洲(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人杨晓松(51)Int.Cl.B23K26/342(2014.01)B23K26/70(2014.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称激光填丝焊增材修补装置及修补方法(57)摘要本发明公开了一种激光填丝焊增材修补装置及修补方法，该装置包括控制器、四轴联动平台、激光视觉传感器、红外视觉传感器、夹具、激光焊炬、焊丝嘴、填充焊丝和导气管；该修补方法包括：将缺陷工件安装在修补工作台上；驱动激光视觉传感器扫描缺陷的三维轮廓；控制器重建缺陷的三维轮廓；确定具体的焊接参数；控制器驱动近红外视觉传感器对熔池进行扫描，获取熔池图像的时频参数，并根据熔池图像的时频参数生成补偿控制代码，实时修正设定的焊接参数；修补结束后，再次驱动激光视觉传感器扫描缺陷的三维轮廓，确定修补后的工件是否达标，若不达标，则对缺陷进行再次修补，直到缺陷修补达标为止。本发明的结构简单、操作方便、可靠性高、适应性强。CN106141436ACN106141436A权利要求书1/1页1.一种激光填丝焊增材修补装置，其特征在于，包括控制器、位于修复工位上方的四轴联动平台、以及设置在联动平台上用于获取工件的缺陷轮廓三维信息的激光视觉传感器、用于获取熔池状态信息的红外视觉传感器、夹具、激光焊炬、焊丝嘴、填充焊丝和导气管；所述控制器分别与四轴联动平台、激光视觉传感器、红外视觉传感器、激光焊炬和焊丝嘴连接；所述夹具的一端与四轴联动平台连接，另一端与激光焊炬固定；所述填充焊丝安装在焊丝嘴上，所述焊丝嘴与激光焊炬连接，且与激光焊炬之间角度可调；所述导气管安装在激光焊炬上，出气方向可调。2.根据权利要求1所述的激光填丝焊增材修补装置，其特征在于，所述四轴联动平台包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元和A轴转动单元；所述X轴移动单元位于修补工位上方，Y轴移动单元安装在X轴移动单元上，Z轴移动单元安装在Y轴移动单元上，A轴转动单元安装在Z轴移动单元上，可相对Z轴移动单元水平转动；所述A轴转动单元与夹具固定连接，用于调整激光焊炬的焊接角度。3.根据权利要求1所述的激光填丝焊增材修补装置，其特征在于，所述红外视觉传感器为近红外视觉传感器。4.根据权利要求1所述的激光填丝焊增材修补装置，其特征在于，所述控制器采用工业控制计算机。5.根据权利要求1所述的激光填丝焊增材修补装置，其特征在于，所述导气管采用万向管或竹节管。6.根据权利要求1所述的激光填丝焊增材修补装置，其特征在于，所述焊丝嘴通过角度调节单元与激光焊炬连接。7.一种激光填丝焊增材修补装置的修补方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1:将缺陷工件安装在修补工作台上；步骤S2:驱动激光视觉传感器扫描缺陷的三维轮廓；步骤S3:控制器接受激光视觉传感器的反馈信号，重建缺陷的三维轮廓；步骤S4:根据缺陷的三维轮廓数据生成控制代码，确定激光焊炬的具体融覆参数；步骤S5:修补过程中，驱动近红外视觉传感器对熔池进行扫描，获取熔池图像的时频参数，并根据熔池图像的时频参数生成补偿控制代码，实时修正设定的焊接参数；步骤S6:修补结束后，再次驱动激光视觉传感器扫描缺陷的三维轮廓，确定修补后的工件是否达标，若不达标，则对缺陷进行再次修补，直到缺陷修补达标为止。8.根据权利要求7所述的激光填丝焊增材修补装置的修补方法，其特征在于，所述步骤S3具体的具体操作如下，激光视觉传感器内半导体激光发射源发出一束平行激光，平行激光束射在工件缺陷的轮廓表面上，经反射后的光源信息被激光视觉传感器内的CMOS相机检测到，利用三角测量原理获得精确的缺陷轮廓结构光信号，控制器接收激光视觉传感器反馈的数据重建缺陷的三维轮廓。9.根据权利要求7所述的激光填丝焊增材修补装置的修补方法，其特征在于，所述步骤S4中的融覆参数主要包括焊接位置、焊接功率、焊接速度、送丝速度参数。2CN106141436A说明书1/7页激光填丝焊增材修补装置及修补方法技术领域[0001]本发明涉及增材修补技术领域，尤其涉及一种用于激光填丝焊的增材修补装置及其修补方法。背景技术[0002]现有的增材修补方法主要有激光融覆、电弧堆焊、电涂镀、热喷涂技术等。激光融覆技术是利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。电弧堆焊是利用焊条或电极熔敷在基材表面进行堆焊。电涂镀技术是利用直流电通过电解液