本技術(shù)涉及激光熔覆，尤其涉及一種移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)領(lǐng)域中，存在許多金屬材料的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)需求：大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片；飛機(jī)引擎部件、機(jī)翼、起落架等的修復(fù)和制造；海洋平臺(tái)、船舶部件的修復(fù)和制造；火力發(fā)電、核電站的部件修復(fù)和制造；大型建筑的修復(fù)，如橋梁、塔吊等。但是現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題：工件體積大，重量大，難以搬運(yùn)，亟需現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)；工件體積大，相應(yīng)地要求機(jī)床的可加工空間必須足夠大，造成成本上升；工件的價(jià)值高，破損后進(jìn)行報(bào)廢，成本損失太大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)。

2、本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，包括上位機(jī)和與上位機(jī)分別連接的機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)協(xié)同移動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)；所述機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)包括激光器、送粉器、水冷機(jī)、機(jī)械臂系統(tǒng)和熔覆頭；所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)協(xié)同移動(dòng)系統(tǒng)包括若干臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)；所述激光器、送粉器、水冷機(jī)、機(jī)械臂系統(tǒng)通過(guò)所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)移載至現(xiàn)場(chǎng)；所述熔覆頭設(shè)置在所述機(jī)械臂系統(tǒng)上，所述激光器通過(guò)激光光纜與所述熔覆頭連接，所述送粉器通過(guò)送粉管與所述熔覆頭連接，所述水冷機(jī)通過(guò)進(jìn)水管與出水管與所述熔覆頭連接形成冷卻回路。

3、熔覆頭末端在激光器作用下射出激光，熔覆頭末端在送粉器作用下噴出金屬粉末，作為金屬打印的原材料；冷卻水通過(guò)出水管流出水冷機(jī)到達(dá)熔覆頭帶走激光打印產(chǎn)生的熱量，高溫水再通過(guò)進(jìn)水管流入水冷機(jī)進(jìn)行冷卻，由此保證熔覆頭的溫度在許用范圍內(nèi)，防止高溫?fù)p壞。機(jī)械臂系統(tǒng)末端裝載熔覆頭并帶動(dòng)其移動(dòng)，熔覆頭射出激光并噴出粉末，激光灼燒待修補(bǔ)區(qū)域形成熔池，粉末噴射進(jìn)入熔池后會(huì)熔化，激光移動(dòng)后該熔池會(huì)迅速冷卻，噴射的粉末就由此沉積在待修補(bǔ)區(qū)域上。

4、所述測(cè)量系統(tǒng)包括環(huán)境掃描裝置和缺陷檢測(cè)裝置；所述環(huán)境掃描裝置安裝在所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)上，所述環(huán)境掃描裝置對(duì)環(huán)境進(jìn)行掃描感知，確認(rèn)待修復(fù)工件與障礙物的大小與位置，并將數(shù)據(jù)傳輸給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)分析計(jì)算得出待修復(fù)工件所需的工位和設(shè)計(jì)避開(kāi)障礙物移動(dòng)到工作位置的移動(dòng)路徑，并傳輸指令給所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)執(zhí)行；所述缺陷檢測(cè)裝置安裝在所述熔覆頭上，所述缺陷檢測(cè)裝置檢測(cè)待修復(fù)工件的損壞形貌與位置，并將數(shù)據(jù)傳輸給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)分析并規(guī)劃所述熔覆頭的移動(dòng)路徑，將數(shù)據(jù)傳輸給所述機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)執(zhí)行打印修復(fù)。

5、所述環(huán)境掃描裝置為視覺(jué)相機(jī)或激光雷達(dá)。

6、所述缺陷檢測(cè)裝置為結(jié)構(gòu)光相機(jī)、雙目相機(jī)、線激光掃描儀或超聲測(cè)頭。

7、所述環(huán)境掃描裝置設(shè)有多個(gè)，每臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)君設(shè)有一個(gè)所述環(huán)境掃描裝置，所述機(jī)械臂系統(tǒng)上安裝有一個(gè)環(huán)境掃描裝置。

8、所述激光器、送粉器、水冷機(jī)、機(jī)械臂可拆卸地裝載在所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)上。

9、所述機(jī)械臂系統(tǒng)包括定位柱、第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和安裝部；所述第一機(jī)械臂下部套設(shè)在所述定位柱外周且可繞其周向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二機(jī)械臂下端鉸接在所述第一機(jī)械臂上端，所述第三機(jī)械臂下端鉸接在所述第二機(jī)械臂上端，所述安裝部鉸接在所述第三機(jī)械臂上端；所述熔覆頭設(shè)置在所述安裝部上。

10、與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

11、(1)本系統(tǒng)無(wú)需搬運(yùn)大件工件，可在待修復(fù)工件的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)；

12、(2)工位移動(dòng)便捷，工作空間不受限；

13、采用協(xié)同運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)承載機(jī)械臂系統(tǒng)、激光器、送粉器、水冷機(jī)等設(shè)備，克服了由于管路長(zhǎng)度有限造成的工作空間受限的問(wèn)題，能夠保障在不同且相距較遠(yuǎn)的工作位置，能量、材料運(yùn)輸管路依然連通；

14、(3)檢測(cè)系統(tǒng)速度快，成本低，精度高；

15、采用低精度環(huán)境感知，高精度缺陷檢測(cè)的檢測(cè)方案，對(duì)于周遭環(huán)境采用低成本、低精度、高速度的環(huán)境掃描裝置(視覺(jué)相機(jī)或激光雷達(dá))，快速發(fā)現(xiàn)待修復(fù)工件及障礙物；在修復(fù)前，對(duì)于待修復(fù)區(qū)域采用高精度缺陷檢測(cè)裝置(結(jié)構(gòu)光相機(jī)、雙目相機(jī)、線激光掃描儀或超聲測(cè)頭)測(cè)量，獲取高精度的待修復(fù)區(qū)域的形狀與位置。

16、(4)結(jié)構(gòu)緊湊，功能全面。

技術(shù)特征：

1.一種移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：包括上位機(jī)和與上位機(jī)分別連接的機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)協(xié)同移動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)；所述機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)包括激光器(11)、送粉器(12)、水冷機(jī)(13)、機(jī)械臂系統(tǒng)(14)和熔覆頭；所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)協(xié)同移動(dòng)系統(tǒng)包括若干臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)；所述激光器(11)、送粉器(12)、水冷機(jī)(13)、機(jī)械臂系統(tǒng)(14)通過(guò)所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)移載至現(xiàn)場(chǎng)；所述熔覆頭設(shè)置在所述機(jī)械臂系統(tǒng)(14)上，所述激光器(11)通過(guò)激光光纜(111)與所述熔覆頭連接，所述送粉器(12)通過(guò)送粉管(121)與所述熔覆頭連接，所述水冷機(jī)(13)通過(guò)進(jìn)水管(131)與出水管(132)與所述熔覆頭連接形成冷卻回路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述測(cè)量系統(tǒng)包括環(huán)境掃描裝置和缺陷檢測(cè)裝置(32)；所述環(huán)境掃描裝置安裝在所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)上，所述環(huán)境掃描裝置對(duì)環(huán)境進(jìn)行掃描感知，確認(rèn)待修復(fù)工件與障礙物的大小與位置，并將數(shù)據(jù)傳輸給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)分析計(jì)算得出待修復(fù)工件所需的工位和設(shè)計(jì)避開(kāi)障礙物移動(dòng)到工作位置的移動(dòng)路徑，并傳輸指令給所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)執(zhí)行；所述缺陷檢測(cè)裝置(32)安裝在所述熔覆頭上，所述缺陷檢測(cè)裝置(32)檢測(cè)待修復(fù)工件的損壞形貌與位置，并將數(shù)據(jù)傳輸給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)分析并規(guī)劃所述熔覆頭的移動(dòng)路徑，將數(shù)據(jù)傳輸給所述機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)執(zhí)行打印修復(fù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境掃描裝置為視覺(jué)相機(jī)或激光雷達(dá)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述缺陷檢測(cè)裝置(32)為結(jié)構(gòu)光相機(jī)、雙目相機(jī)、線激光掃描儀或超聲測(cè)頭。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境掃描裝置設(shè)有多個(gè)，每臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)君設(shè)有一個(gè)所述環(huán)境掃描裝置，所述機(jī)械臂系統(tǒng)(14)上安裝有一個(gè)環(huán)境掃描裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述激光器(11)、送粉器(12)、水冷機(jī)(13)、機(jī)械臂可拆卸地裝載在所述自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)-檢測(cè)-修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)械臂系統(tǒng)(14)包括定位柱(141)、第一機(jī)械臂(142)、第二機(jī)械臂(143)、第三機(jī)械臂(144)和安裝部(145)；所述第一機(jī)械臂(142)下部套設(shè)在所述定位柱(141)外周且可繞其周向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二機(jī)械臂(143)下端鉸接在所述第一機(jī)械臂(142)上端，所述第三機(jī)械臂(144)下端鉸接在所述第二機(jī)械臂(143)上端，所述安裝部(145)鉸接在所述第三機(jī)械臂(144)上端；所述熔覆頭設(shè)置在所述安裝部(145)上。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種移動(dòng)?檢測(cè)?修復(fù)一體化機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)，包括上位機(jī)和與上位機(jī)分別連接的機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)協(xié)同移動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)；機(jī)器人激光熔覆系統(tǒng)包括激光器、送粉器、水冷機(jī)、機(jī)械臂系統(tǒng)和熔覆頭；自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)協(xié)同移動(dòng)系統(tǒng)包括若干臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)；激光器、送粉器、水冷機(jī)、機(jī)械臂系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)移載至現(xiàn)場(chǎng)；熔覆頭設(shè)置在機(jī)械臂系統(tǒng)上，激光器通過(guò)激光光纜與熔覆頭連接，送粉器通過(guò)送粉管與熔覆頭連接，水冷機(jī)通過(guò)進(jìn)水管與出水管與熔覆頭連接形成冷卻回路。本系統(tǒng)無(wú)需搬運(yùn)大件工件，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備的協(xié)同移動(dòng)，可在待修復(fù)工件的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)；工位移動(dòng)便捷，工作空間不受限；檢測(cè)系統(tǒng)速度快，成本低，精度高。

技術(shù)研發(fā)人員：胡國(guó)強(qiáng),袁錦霞,袁光鐘,張文澤,湯凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：佛山市固高自動(dòng)化技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240425
技術(shù)公布日：2025/1/2