本實(shí)用新型涉及一種粉末焦點(diǎn)可調(diào)的鉸鏈滑塊式激光同軸送粉噴嘴。

背景技術(shù)：

隨著激光熔覆技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)用途的增加，加工零件的幾何形狀越來越復(fù)雜。在加工過程中，熔覆軌跡的寬度往往需要改變。在加工過程中，通過直接在豎直方向移動(dòng)激光熔覆頭，改變激光光束焦點(diǎn)的位置，從而改變工件表面光斑的大小，在線改變?nèi)鄹曹壽E寬度。普通的激光同軸送粉噴嘴并不能在線實(shí)時(shí)根據(jù)激光光束焦點(diǎn)的位置調(diào)整粉末匯聚點(diǎn)位置，粉末匯聚點(diǎn)會(huì)偏離加工零件平面，不能實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量、性能良好的熔覆層，成型效率、粉末匯聚性和粉末利用率不高，這無疑限制了激光熔覆技術(shù)的推廣應(yīng)用，需要一種經(jīng)濟(jì)、高效的結(jié)構(gòu)來滿足實(shí)際的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種可在激光光束焦點(diǎn)位置改變時(shí)，同步調(diào)整粉末匯聚點(diǎn)的位置的鉸鏈滑塊式粉末匯聚點(diǎn)可調(diào)的送粉噴嘴。

本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是：

一種粉末焦點(diǎn)可調(diào)的鉸鏈滑塊式激光同軸送粉噴嘴，包括熔覆頭，所述熔覆頭沿豎直方向的上方設(shè)有激光入口，所述熔覆頭沿豎直方向的下方設(shè)有激光出口；

所述熔覆頭外設(shè)有送粉管，送粉管通過可調(diào)節(jié)送粉管與熔覆頭之間的夾角的角度調(diào)節(jié)裝置安裝在熔覆頭四周；送粉管的出口向下并向激光出口靠攏，且送粉管的中軸線的延長線與熔覆頭的中軸線的延長線相交，以保證來自激光出口的激光與來自送粉管的出口的粉體匯聚；

所述角度調(diào)節(jié)裝置包括可上下滑動(dòng)地套設(shè)在熔覆頭上的套筒，所述套筒的一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)套筒沿熔覆頭外壁上下滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；送粉管位于所述套筒外，所述送粉管靠近進(jìn)口的一端設(shè)有滑軌部，且所述滑軌部沿所述送粉管的長度方向鋪設(shè)；所述套筒上固定有滑塊部，所述滑塊部可滑動(dòng)地設(shè)置在所述滑軌部上，且所述滑塊部和所述滑軌部之間通過卡扣裝置相互連接，以防止滑塊部在滑行過程中與滑軌部分離；所述送粉管靠近出口的一端鉸接在熔覆頭上；

還包括中央控制器，所述中央控制器與驅(qū)動(dòng)裝置相連。

進(jìn)一步，所述滑塊部通過連桿固定在套筒上，所述連桿沿套筒徑向設(shè)置，且連桿的一端固定在套筒外壁面上，連桿的另一端與滑塊部固定相連。

進(jìn)一步，所述滑軌部具有滑槽，所述滑塊部的前端具有滑頭，所述滑頭通過卡扣裝置卡入所述滑槽內(nèi)；所述卡扣裝置包括設(shè)置在滑槽槽口的鉤部和設(shè)置在滑頭上的扣槽，所述鉤部卡設(shè)在所述扣槽內(nèi)。

進(jìn)一步，所述滑軌部固定套設(shè)在送粉管上。

進(jìn)一步，所述送粉管靠近出口的一端固定設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述熔覆頭外壁上設(shè)有鉸接座，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿與鉸接座軸連接。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括豎直設(shè)置在熔覆頭一側(cè)的滾珠絲杠滑臺(tái)，且滾珠絲杠滑臺(tái)位于套筒的上方；所述滾珠絲杠滑臺(tái)包括絲杠電機(jī)、絲杠螺母和滑臺(tái)，絲杠電機(jī)的輸出軸垂直向下，絲杠螺母通過連接板固定在其中一根連桿的頂面上，絲杠電機(jī)的輸出軸貫穿絲杠螺母與絲杠螺母相嚙合，且所述絲杠螺母可沿所述滑臺(tái)上下滑動(dòng)，所述中央控制器與絲杠電機(jī)相連。

進(jìn)一步，還包括提示裝置，所述提示裝置包括光電位置傳感器和光電片；2個(gè)所述光電位置傳感器均固定設(shè)置在在所述熔覆頭上，且2個(gè)光電位置傳感器分別靠近所述滑臺(tái)的上下兩端，所述光電位置傳感器具有上下貫通的通槽，以允許光電片通過；所述光電片設(shè)置在所述絲杠螺母上，且所述光電片對(duì)準(zhǔn)所述光電位置傳感器的通槽，且所述通槽位于所述光電片的運(yùn)動(dòng)軌跡上；所述光電位置傳感器與中央控制器相連，所述光電位置傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)輸送給中央控制器，中央控制器連接有報(bào)警器，當(dāng)光電位置傳感器檢測(cè)到光電片進(jìn)入所述通槽內(nèi)時(shí)，中央控制器驅(qū)動(dòng)報(bào)警器動(dòng)作。

進(jìn)一步，所述光電位置傳感器呈水平設(shè)置的U形。

進(jìn)一步，所述套筒的外周邊上等間距設(shè)有4個(gè)送粉管。

在激光光束焦點(diǎn)位置改變的同時(shí)，本實(shí)用新型通過角度調(diào)節(jié)裝置調(diào)整送粉管的傾斜角度，以同步調(diào)整粉末匯聚點(diǎn)的位置，確保粉末匯聚點(diǎn)始終落在加工零件表面。

本實(shí)用新型還配置有包括U槽型光電位置傳感器的提示裝置，用于防止套筒超過行程時(shí)與熔覆頭發(fā)生碰撞，也可以作為絲杠電機(jī)定位起始點(diǎn)。采用提示裝置在激光熔覆領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量、性能良好的熔覆層以及提高粉末匯聚性和利用率具有重要作用。

本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：

1.在改變激光離焦量的同時(shí)，本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整粉末匯聚點(diǎn)，讓粉末匯聚點(diǎn)始終落在加工零件表面，實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量、性能良好的熔覆層且熔覆軌跡寬度可變。

2.在不同的激光熔覆加工過程中，所用的粉末密度、粒度，以及送粉速率、載氣輸送速率都會(huì)有所不同，這些參數(shù)都會(huì)引起粉末匯聚點(diǎn)的變化，本實(shí)用新型可以在一定范圍內(nèi)方便的調(diào)整粉末匯聚點(diǎn)的位置。

3.采用同軸陣列粉管式送粉，能確保粉末流匯聚的均勻性。

4.粉末流在載氣的作用下，能在熔覆區(qū)形成均勻的“粉末簾”，能確保粉末的均勻性、穩(wěn)定性。

5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，在制造工藝上易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的正視圖

圖2是本實(shí)用新型的軸測(cè)圖

圖3是角度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是套筒俯視圖

圖5是驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖6是滑塊部正視圖

圖7是滑塊部側(cè)視圖

圖8是滑塊部俯視圖

圖9是滑軌部正視圖

圖10是滑軌部俯視圖

圖11是滑軌部左視圖

具體實(shí)施方式

參照附圖，一種粉末焦點(diǎn)可調(diào)的鉸鏈滑塊式激光同軸送粉噴嘴，包括熔覆頭1，所述熔覆頭1沿豎直方向的上方設(shè)有激光入口，所述熔覆頭沿豎直方向的下方設(shè)有激光出口；激光器的激光光束從激光入口射入，并從激光出口出，以匯聚到加工零件表面

所述熔覆頭1外設(shè)有送粉管7，送粉管7通過可調(diào)節(jié)送粉管7與熔覆頭1之間的夾角的角度調(diào)節(jié)裝置安裝在熔覆頭1四周；送粉管7的出口向下并向激光出口靠攏，且送粉管7的中軸線的延長線與熔覆頭1的中軸線的延長線相交，以保證來自激光出口的激光與來自送粉管7的出口的粉體匯聚；

所述角度調(diào)節(jié)裝置包括可上下滑動(dòng)地套設(shè)在熔覆頭1上的套筒11，所述套筒呈圓環(huán)狀；所述套筒11的一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)套筒11沿熔覆頭1外壁上下滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；送粉管7位于所述套筒11外，且所述送粉管7靠近進(jìn)口的一端可沿套筒11外壁面上下滑動(dòng)地設(shè)置套筒11外壁面上，所述送粉管7靠近出口的一端設(shè)有滑軌部9，所述滑軌部沿所述送粉管7的長度方向鋪設(shè)，所述套筒11上固定有滑塊部12，所述滑塊部12可滑動(dòng)地設(shè)置在所述滑軌部9上，且所述滑塊部12和所述滑軌部9之間通過卡扣裝置相互連接，以防止滑塊部12在滑行過程中與滑軌部9分離；所述送粉管7靠近出口的一端鉸接在熔覆頭1上；

還包括中央控制器，所述中央控制器與驅(qū)動(dòng)裝置相連，以控制驅(qū)動(dòng)裝置。

所述滑塊部12通過連桿8固定在套筒11上，所述連桿8沿套筒11徑向設(shè)置，所述連桿8的一端固定在套筒11外壁面上，所述連桿8的另一端與滑塊部12固定相連。

所述滑軌部9具有滑槽91，所述滑塊部12的前端具有滑頭121，所述滑頭121通過卡扣裝置卡入所述滑槽91內(nèi)；所述卡扣裝置包括設(shè)置在滑槽91槽口的鉤部92和設(shè)置在滑頭121上的扣槽122，所述鉤部92卡設(shè)在所述扣槽122內(nèi)，以防止滑塊部12在滑行過程中與滑軌部9分離，從而同步帶動(dòng)送粉管7向熔覆頭1收攏或散開，以調(diào)解送粉管7的傾斜角度。

所述滑軌部9固定套設(shè)在送粉管7上.

所述送粉管7靠近出口的一端固定設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)桿14，所述熔覆頭1外壁上設(shè)有鉸接座13，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿14與鉸接座13軸連接。

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括豎直設(shè)置在熔覆頭1一側(cè)的滾珠絲杠滑臺(tái)，且滾珠絲杠滑臺(tái)位于套筒11的上方；所述滾珠絲杠滑臺(tái)包括絲杠電機(jī)2、絲杠螺母4和滑臺(tái)16，絲杠電機(jī)2的輸出軸5垂直向下，絲杠螺母4通過連接板6固定在其中一根連桿8的頂面上，絲杠電機(jī)2的輸出軸貫穿絲杠螺母4與絲杠螺母4相嚙合，且所述絲杠螺母4可沿所述滑臺(tái)16上下滑動(dòng)，所述中央控制器與絲杠電機(jī)2相連，以控制絲杠電機(jī)2的啟停、正反轉(zhuǎn)。

還包括提示裝置，所述提示裝置包括光電位置傳感器10和光電片3；2個(gè)所述光電位置傳感器10均固定設(shè)置在在所述熔覆頭1上，且2個(gè)光電位置傳感器10分別靠近所述滑臺(tái)16的上下兩端，所述光電位置傳感器10具有上下貫通的通槽，以允許光電片3通過；所述光電片3設(shè)置在所述絲杠螺母4上，且所述光電片3對(duì)準(zhǔn)所述光電位置傳感器10的通槽，且所述通槽位于所述光電片3的運(yùn)動(dòng)軌跡上；所述光電位置傳感器10與中央控制器相連，所述光電位置傳感器10將檢測(cè)到的信號(hào)輸送給中央控制器，中央控制器連接有報(bào)警器，當(dāng)光電位置傳感器10檢測(cè)到光電片3進(jìn)入所述通槽內(nèi)時(shí)，中央控制器驅(qū)動(dòng)報(bào)警器動(dòng)作。2個(gè)光電位置傳感器10分別靠近所述滑臺(tái)16的上下兩端，一個(gè)充當(dāng)上限位提示裝置，一個(gè)充當(dāng)下限位提示裝置。

所述光電位置傳感器10呈水平設(shè)置的U形。

所述套筒11的外周邊上等間距設(shè)有4個(gè)送粉管7。

滑臺(tái)16通過螺釘、螺栓固定在熔覆頭1上，套筒11和熔覆頭1同軸間隙配合。

在加工過程中，當(dāng)需要調(diào)整熔覆軌跡的寬度時(shí)，沿豎直方向移動(dòng)熔覆頭1，可改變激光光束焦點(diǎn)的位置，從而改變工件表面光斑的大小，即改變?nèi)鄹曹壽E寬度。粉末匯聚點(diǎn)應(yīng)該始終落在加工零件表面，因此粉末匯聚點(diǎn)的位置也需要同步調(diào)整。絲杠電機(jī)2旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲杠螺母4沿豎直方向直線運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母4帶動(dòng)套筒11沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，套筒11通過滑塊12和滑軌9進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)送粉管7擺動(dòng)，各送粉管7向熔覆頭1收攏或散開，從而改變4束送粉管7的傾斜角度，輸出的4束粉末匯聚點(diǎn)可以在豎直方向上調(diào)整并始終落在加工零件表面，即：

絲杠電機(jī)2為步進(jìn)電機(jī)，絲杠電機(jī)2正向旋轉(zhuǎn)引起絲杠螺母4豎直向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)套筒11豎直向下運(yùn)動(dòng)，套筒11上的滑塊12沿著滑軌9向下運(yùn)動(dòng)，送粉管7向下擺動(dòng)，送粉管7向熔覆頭1散開送粉管7的傾斜程度變大，輸出的4束粉末匯聚點(diǎn)沿豎直方向上移。絲杠電機(jī)2反向旋轉(zhuǎn)引起絲杠螺母4豎直向上運(yùn)動(dòng)，套筒11上的滑塊12沿著滑軌9向上運(yùn)動(dòng)，滑塊12帶動(dòng)送粉管7向上擺動(dòng)，各送粉管7向熔覆頭1收攏，送粉管7的傾斜程度變小，輸出的4束粉末匯聚點(diǎn)沿豎直方向下移。

當(dāng)套筒11向上移動(dòng)到一定位置，光電片3的豎直面深入光電位置傳感器10的開口內(nèi)，光電位置傳感器10檢測(cè)到光電片3后，中央控制器控制絲杠電機(jī)2停止旋轉(zhuǎn)，套筒11停止運(yùn)動(dòng)，到達(dá)定位原點(diǎn)，避免發(fā)生碰撞。

本實(shí)用新型解決了激光光束焦點(diǎn)位置改變后，粉末匯聚點(diǎn)不能實(shí)時(shí)調(diào)整且偏離加工零件表面的問題，采用該連鉸鏈滑塊式結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量、性能良好的熔覆層，提高成型效率、粉末匯聚性和粉末利用率具有積極作用。

本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。