專利名稱：激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，尤指利用激光的 非接觸加工性能對工件進(jìn)行動平衡調(diào)整的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置。背景技術(shù)：
機(jī)械運(yùn)動時(shí)，各運(yùn)動構(gòu)件由于制造、裝配誤差，材質(zhì)不均等原因造成 質(zhì)量分布不均，質(zhì)心做變速運(yùn)動將產(chǎn)生大小及方向呈周期性變化的慣性力。 由于回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)不對稱、材質(zhì)不均勻、制造和安裝誤差等原因，均會引起 偏心(質(zhì)心偏離形心)，由于偏心將導(dǎo)致回轉(zhuǎn)體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心慣性力，從而 使回轉(zhuǎn)體處于不平衡狀態(tài)，需在回轉(zhuǎn)體上加減配重，以改善回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量 分布，從而保證回轉(zhuǎn)體在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由不平衡而引起的振動或振動力減小到允 許范圍內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)采用平衡儀或平衡機(jī)來測量或?qū)嶒?yàn)回轉(zhuǎn)體的平衡(可 指動平衡或靜平衡)，在被測工件或被測機(jī)構(gòu)不平衡時(shí)，從平衡儀或平衡機(jī) 上取下該被測工件或被測機(jī)構(gòu)，然后利用輔助設(shè)備切除或增加材料或者利 用人工如磨沙紙對準(zhǔn)工件或機(jī)構(gòu)進(jìn)行磨擦以切除或增加材料的方法來調(diào)節(jié) 該工件或機(jī)構(gòu)的平衡?，F(xiàn)有技術(shù)的平衡調(diào)整方法，需從平衡儀或平衡機(jī)上取下工作，所以無 法做到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，大多數(shù)情況需要多次調(diào)節(jié)，易受人為操作影響，生產(chǎn)效 率低，可靠性及精度都不高；另，由于調(diào)整部分是接觸式加工，而接觸式 加工必然對材料產(chǎn)生機(jī)械變形，并施加給材料一定的應(yīng)力，加工變形量大， 只能加工普通材料，而不能加工精度較高的材料。因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的裝置，以克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所欲解決的技術(shù)問題在于提供一種可以在線測量并可對回 轉(zhuǎn)體的動平衡進(jìn)行調(diào)整、且調(diào)整精度高、效率高的激光粉末焊接動平衡調(diào) 整裝置。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝 置，其包括調(diào)整整個動平衡調(diào)整裝置的相對水平位置的一調(diào)整裝置；安 裝在該調(diào)整裝置上的牽引工件作轉(zhuǎn)動的一動力裝置、支撐工件的一支撐裝 置、記錄、分析工件動平衡性能的一計(jì)算機(jī)和至少一傳感器、對工件進(jìn)行 粉末焊接的一激光系統(tǒng)、調(diào)節(jié)該激光系統(tǒng)與工件的相對位置的一升降裝置， 所述計(jì)算機(jī)、傳感器分別與激光系統(tǒng)、動力裝置、工件或支撐裝置相連。本實(shí)用新型激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，通過激光的非接觸加工性 能對工件進(jìn)行動平衡調(diào)整，由于激光開通及關(guān)閉的延時(shí)很短，可以實(shí)現(xiàn)在 高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工件上進(jìn)行在線的調(diào)整，其優(yōu)點(diǎn)如下1. 生產(chǎn)效率高，在高精度的調(diào)整中，由于不需要多次在工件裝卸及 記錄，所以可以大大提高生產(chǎn)效率。2. 可靠性高，由于在線一次性將工件安裝并夾緊完成調(diào)整，便于自 動化，也消除了人為因素造成的失誤。3. 精度高，由于在線測量和在線調(diào)整，不需要人工干預(yù)，很容易做 到精確定位調(diào)整，并形成閉環(huán)調(diào)節(jié)以獲得很高的品質(zhì)。4. 可加工普通工藝很難加工的工件，而且加工變形小。
圖1為本實(shí)用新型動平衡調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖； 圖2為圖1所示動平衡調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的右視圖。具體實(shí)施模式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。請參閱圖1和圖2為本實(shí)用新型激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖，本實(shí)用新型激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置100是一種利用激光非 接觸加工性能調(diào)整工件3的動平衡(當(dāng)然調(diào)整工件3的靜平衡也在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍內(nèi))，該工件3為回轉(zhuǎn)體，具體可為軸類工件、盤類工件、 曲軸類工件，例如電機(jī)轉(zhuǎn)子、離心扇葉、數(shù)控機(jī)床及偏心輪等，且調(diào)整回 轉(zhuǎn)件的質(zhì)量分布，使回轉(zhuǎn)件工作時(shí)離心力系達(dá)到平衡，以消除附加動壓力， 盡可能減輕有害的機(jī)械振動。本實(shí)用新型激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置100包括 一個調(diào)整裝置29， 調(diào)整整個動平衡裝置100的相對位置，該調(diào)整裝置29包括一個底座9及可 對底座9進(jìn)行調(diào)節(jié)的一個水平調(diào)節(jié)裝置12,所述整個動平衡調(diào)整裝置100 即安裝在該底座9上； 一個動力裝置1安裝在該底座9上，且該動力裝置1 對應(yīng)工件3的中心軸線安裝，該動力裝置1使工件3在該動力裝置1牽引 下做運(yùn)動；支撐及固定工件3的支撐裝置7，該支撐裝置7為對工件3進(jìn)行 夾持的一夾持裝置，工件3安裝在夾持裝置7上，并對應(yīng)動力裝置l; 一個 升降裝置10,固定在所述底座9上； 一激光系統(tǒng)4安裝在該升降裝置10上， 本實(shí)施例中激光系統(tǒng)4包括兩個激光頭或激光器，該激光頭或激光器所采 用的激光為任意波長； 一噴粉器11安裝在升降裝置10上，該噴粉器10設(shè) 有與激光頭對應(yīng)的兩個噴粉口 6。本實(shí)用新型動平衡調(diào)整裝置100還包括有測量指示系統(tǒng)，該指示系統(tǒng) 包括一個位置傳感器2、 一個振動傳感器8及一個計(jì)算機(jī)5，振動傳感器8 安裝在支tf裝置7上，以測量工件3的振動，所述位置傳感器2安裝在動 力裝置1上或工件3的軸上，位置傳感器2和振動傳感器8分別與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)5又與激光系統(tǒng)4相連。該動平衡調(diào)整裝置100工作-流程下 面將詳細(xì)論述。首先，調(diào)整調(diào)整裝置29，既調(diào)整安裝在底座9上的水平調(diào)節(jié)裝置12， 由于整個動平衡調(diào)整裝置100位于所述調(diào)整裝置29上，該調(diào)整裝置29使 整個裝置100處于水平狀態(tài)，以利于激光系統(tǒng)4加工工件3。接著將工件3裝設(shè)支撐裝置7上，使工件3的軸線對應(yīng)動力裝置1被 固定住。接著調(diào)整所述升降裝置10，并使激光系統(tǒng)4與工件3處于相對位置。 接著開啟動力裝置l，該動力裝置1用于提供工件3轉(zhuǎn)動的動力，工件3在該動力裝置1牽引下轉(zhuǎn)動，且工件3在旋轉(zhuǎn)時(shí)，動平衡不好會引起夾持裝置7振動。所述振動傳感器8和位置傳感器2用于測量工件3因不平衡引起的振 動，其中所述振動傳感器8記錄工件3動平衡不好時(shí)所產(chǎn)生的振動，傳送 至計(jì)算機(jī)5;而位置傳感器2可為壓力傳感器或其他類型的傳感器，并設(shè)于 所述工件3的至少一端部(當(dāng)然該位置傳感器也可設(shè)于工件3的兩端)，且 該位置傳感器2記錄工件3振動所對應(yīng)的位置傳送到計(jì)算機(jī)5。所述計(jì)算機(jī)5收到位置傳感器2的數(shù)據(jù)后，分析工件3的動平衡特性， 如果工件3的動平衡特性不好吋，計(jì)算機(jī)5將控制所述激光系統(tǒng)4加工工 件3，使工件3上各質(zhì)量的離心力的向量和等于零，且離心力所引起的力偶 矩的向量和也等于零，并在控制激光系統(tǒng)4時(shí)，同時(shí)采集位置傳感器2和 振動傳感器8的信號分析工件3的動平衡特征，直到檢測到工件3的各質(zhì) 量的離心力的向量和等于零，且離心力所引起的力偶矩的向量和也等于零 為止。最后通過激光系統(tǒng)4作為熱源，激光束經(jīng)導(dǎo)光系統(tǒng)(圖未示)聚焦在 工件3表面的接縫處(圖未示)形成焊接熔池，同時(shí)將事先合金化或機(jī)械方法混合后的粉末(圖未示)通過噴粉器10的噴粉口 6注入到激光熔池中， 粉末材料熔化并與工件材料混合，冷卻后即形成焊縫，將兩塊分離的工件 連成一個整體。其中激光系統(tǒng)4為包括所有波長的激光設(shè)備，并利用激光的發(fā)射能力 強(qiáng)、能量的高度集中的特點(diǎn)及激光開通及關(guān)閉的延時(shí)很短，且本實(shí)施例中 兩個激光系統(tǒng)4同時(shí)向下對工件3在線加工，并通過非接觸加工材料的方 法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動平衡調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工件上進(jìn)行在線的調(diào)整。本實(shí)用新型激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置100不僅可加工軸類工件、 盤類工件、曲軸類工件等回轉(zhuǎn)體類工件，而且都是利用激光的非接觸加工 性能使這類工件的各質(zhì)量的離心力的向量和等于零，且離心力所引起的力 偶矩的向量和也等于零，從而達(dá)到對這類工件進(jìn)行動平衡調(diào)整。當(dāng)然如果對這類工件進(jìn)行靜平衡調(diào)整時(shí)，也是首先通過傳感器檢測工 件的質(zhì)心位置是否在回轉(zhuǎn)軸線上，如果工件靜平衡不好時(shí)，計(jì)算機(jī)將控制 所述激光系統(tǒng)加工工件，使工件在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)加一質(zhì)量(或在相反方向減 一質(zhì)量)，并在控制激光系統(tǒng)時(shí)，同時(shí)采集位置傳感器和振動傳感器的信號 分析工件的靜平衡特征，直到檢測到工件的離心力與原有質(zhì)量所產(chǎn)生的離 心力之向量和等于零，直到工件達(dá)到要求的靜平衡狀態(tài)。
權(quán)利要求1. 一種激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于，其包括調(diào)整整個 動平衡調(diào)整裝置的相對水平位置的一調(diào)整裝置；安裝在該調(diào)整裝置上 的牽引工件作轉(zhuǎn)動的一動力裝置、支撐工件的一支撐裝置、記錄、分 析工件動平衡性能的一計(jì)算機(jī)和至少一傳感器、對工件進(jìn)行粉末焊接 的一激光系統(tǒng)、調(diào)節(jié)該激光系統(tǒng)與工件的相對位置的一升降裝置，所 述計(jì)算機(jī)、傳感器分別與激光系統(tǒng)、動力裝置、工件或支撐裝置相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于所 述調(diào)整裝置包括底座及可對底座進(jìn)行調(diào)節(jié)的水平調(diào)節(jié)裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的激激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于-所述傳感器包括一位置傳感器及一振動傳感器，所述振動傳感器安裝 在所述支撐裝置上，所述位置傳感器安裝在動力裝置上或工件上，所 述位置傳感器及振動傳感器與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)又與激光系統(tǒng)相逸
4. 如權(quán)利要求3所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于所 述位置傳感器為壓力傳感器。
5. 如權(quán)利要求3所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于所 述位置傳感器設(shè)于所述工件的至少一端部。
6. 如權(quán)利要求1所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于所 述支撐裝置為對工件進(jìn)行夾持的一夾持裝置。
7. 如權(quán)利要求1所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于所 述激光系統(tǒng)包括至少一個激光頭或激光器。
8. 如權(quán)利要求1所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于所 述工件為回轉(zhuǎn)體，包括軸類工件、盤類工件、曲軸類工件。
9. 如權(quán)利要求1所述的激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其特征在于還 包括位于激光系統(tǒng)下側(cè)的一噴粉器，該噴粉器設(shè)有一噴粉口 。
專利摘要一種激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，其包括調(diào)整整個動平衡調(diào)整裝置的相對水平位置的一調(diào)整裝置；安裝在該調(diào)整裝置上的牽引工件作轉(zhuǎn)動的一動力裝置、支撐工件的一支撐裝置、記錄、分析工件動平衡性能的一計(jì)算機(jī)和至少一傳感器、對工件進(jìn)行粉末焊接的一激光系統(tǒng)、調(diào)節(jié)該激光系統(tǒng)與工件的相對位置的一升降裝置，所述計(jì)算機(jī)、傳感器分別與激光系統(tǒng)、動力裝置、工件或支撐裝置相連。本實(shí)用新型激光粉末焊接動平衡調(diào)整裝置，由于不需要多次在工件裝卸及記錄，可提高生產(chǎn)效率；消除了人為因素造成的失誤；由于在線測量和在線調(diào)整，不需要人工干預(yù)，容易做到精確定位調(diào)整，并形成閉環(huán)調(diào)節(jié)以獲得很高的品質(zhì)；可加工普通工藝難加工的工件，而且加工變形小。
文檔編號G01M1/00GK201156003SQ20072019630
公開日2008年11月26日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者寧 任, 張洪鑫, 陳克勝, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司