激光熔敷機(jī)器人工作站

激光熔敷機(jī)器人工作站

針對工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，大型裝備工件局部破損的修復(fù)再生，開發(fā)了三維數(shù)字化激光熔敷機(jī)器人工作站，可滿足高精度、高靈活、可移動(dòng)的修復(fù)任務(wù)需求，用來完成大型工件破損部位的在線修復(fù)。

三維數(shù)字化激光熔敷機(jī)器人工作站包括工控機(jī)、機(jī)器人及其控制器、激光三維掃描儀及視頻采集卡、激光槍及其控制器、金屬粉送粉器及其控制器等幾個(gè)主要組成部分。將機(jī)器人控制技術(shù)、三維模型重構(gòu)技術(shù)和激光熔敷技術(shù)有機(jī)結(jié)合。

如圖1所示，系統(tǒng)總體方案。利用激光掃描儀對物體進(jìn)行掃描，得到目標(biāo)物體的三維模型；利用三維模型生成機(jī)器人的修復(fù)運(yùn)動(dòng)軌跡；利用機(jī)器人攜帶激光器完成修復(fù)工作；修復(fù)之前利用系統(tǒng)軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，修復(fù)過程中借助于人機(jī)界面對激光器和送粉器的通斷和強(qiáng)弱進(jìn)行調(diào)節(jié)；同時(shí)，系統(tǒng)軟件監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，對出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行報(bào)警。   

目標(biāo)市場

（1）冶金行業(yè)的設(shè)備修復(fù)

由于鋼鐵冶金設(shè)備中的大型軋輥、軸類零件以及齒輪等都是高附加值的零件，激光加工的費(fèi)用均在原值的25%以下，而且激光加工的周期短，可以大大節(jié)約維修的時(shí)間，從而保證了及時(shí)生產(chǎn)，并且性能如同新件。

（2）電力行業(yè)的設(shè)備修復(fù)

電力行業(yè)廣泛使用汽輪機(jī)，汽輪機(jī)葉輪是維修比較頻繁的設(shè)備。利用先進(jìn)技術(shù)對這些易損部件進(jìn)行修復(fù)，其強(qiáng)度可達(dá)到原強(qiáng)度的９０％以上，修復(fù)費(fèi)用則不到重置價(jià)格的１／５，更重要的是縮短了維修時(shí)間，解決了大型企業(yè)重大成套設(shè)備連續(xù)可靠運(yùn)行所必須解決的轉(zhuǎn)動(dòng)部件快速搶修難題。

（3）汽車模具表面處理

汽車模具鍍膜和淬火模具的表面處理技術(shù)，是通過表面涂覆、表面改性或復(fù)合處理技術(shù)，改變模具表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)，以獲得所需表面性能的系統(tǒng)工程。

（4）大型齒輪表面處理

輪船齒輪箱、大型減速機(jī)、風(fēng)力發(fā)電增速箱等設(shè)備需要使用大型高精度特種齒輪。大型齒輪表面的鍍膜或淬火處理的通用設(shè)備----熱處理滲碳爐加工成本高昂，而采用本項(xiàng)目所述機(jī)器人工作站可以有效地節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率。

系列產(chǎn)品

（1）機(jī)器人激光修復(fù)工作站

本工作站中，機(jī)器人控制技術(shù)、激光加工技術(shù)與模型三維重建技術(shù)完整地結(jié)合在一起。隨著客戶需求的變化，也可以只將機(jī)器人控制技術(shù)與激光加工技術(shù)結(jié)合在一起，形成機(jī)器人控制的激光加工產(chǎn)品；或者單獨(dú)把機(jī)器人控制技術(shù)與模型三維重建技術(shù)結(jié)合在一起，形成機(jī)器人控制的三維模型重建產(chǎn)品，滿足客戶的多種需求。

（2）三維激光修復(fù)機(jī)床

本工作站中，可以采用電弧槍來代替激光槍，或者采用三維運(yùn)動(dòng)平臺代替六維機(jī)器人，從而形成功能比較低端的產(chǎn)品，適用于精度要求不太高或不需在線修復(fù)的場合，構(gòu)成高端、低端結(jié)合的系列產(chǎn)品。