激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置制造方法及圖紙

一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置，它包括固定底座，其特征是在固定底座上自左向右依次布置有前擋板，聚焦鏡筒，光軸支撐座和電機支座，在光軸支撐座上設置有光軸和CCD相機，光軸左端固定帶濾光片的濾光轉盤，濾光轉盤問位于CCD相機和聚焦鏡之間；在前擋板上對應聚焦鏡的位置設置有通光孔；在聚焦鏡筒前段設置有聚焦鏡；光軸右端通過聯軸器與步進電機連接；光軸在步進電機的驅動下樞轉；濾光轉盤、CCD相機及聚焦鏡在同軸線上組成激光熔覆熔池溫度圖像采集單元；CCD相機與工控機電連接。本實用新型專利技術能夠實現激光熔覆過程熔池溫度的快速準確檢測。極大地提高了工作效率，對提高激光熔覆工藝具有重要的反饋作用。能夠有效的提升企業產品品質及工藝要求。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于激光熔覆熔池溫度檢測
，具體涉及一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置。
技術介紹
激光熔覆技術是一項新興的零件加工于表面改型技術，可以極大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕、耐疲勞等機械性能，可以極大提高材料的使用壽命。激光熔覆過程中熔池溫度對熔覆層的稀釋率、裂紋、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性都有著很大影響。對于激光熔覆過程熔池溫度檢測技術具有不同的測量方式及裝置，例如專利一種基于ccd的選擇性激光燒結熔池溫度檢測裝置（專利號：CN201520538803.2）、專利金屬粉末激光成形過程中溫度場檢測方法及其系統裝置（專利號：CN200610047731.7）、金屬粉末激光成形過程中溫度場檢測裝置（專利號：CN200620093234.6）、激光重熔過程中溫度場實時監測裝置（專利號：CN201120219863.X）等公開技術，但包含上述公開專利技術在內的現有技術，多數是實驗室測量，能夠獲取熔池溫度，但存在結構復雜、測量效率低等不足，無法在實際生產線應用。通過對激光熔覆過程熔池溫度在線監測，對激光熔覆工藝及時反饋，對改善熔覆層質量、提高熔覆工藝、優化工藝參數具有重要的指導性，能夠有效提升企業產品品質及工藝。
技術實現思路
本技術提供了一套一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置，使得在激光熔覆過程中，通過CCD相機與濾光片及聚焦鏡組成的成像系統采集熔池圖像，通過工控機圖像數據處理得出熔池溫度，對激光熔覆工藝進行反饋。本技術采取的技術措施是：一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置，它包括固定底座，其特征是在固定底座上自左向右依次布置有前擋板，聚焦鏡筒，光軸支撐座和電機支座，在光軸支撐座上設置有光軸和CCD相機，光軸左端固定帶濾光片的濾光轉盤，濾光轉盤位于CCD相機和聚焦鏡筒之間；在前擋板上對應聚焦鏡的位置設置有通光孔；在聚焦鏡筒前段設置有聚焦鏡；光軸右端通過聯軸器與步進電機連接；光軸在步進電機的驅動下樞轉；濾光轉盤、CCD相機及聚焦鏡在同軸線上組成激光熔覆熔池溫度圖像采集單元；CCD相機與工控機電連接。本方案的具體特點還有，濾光轉盤包括組配在一起的濾光片放置板與濾光片覆蓋板，在濾光片放置板上設置有濾光片放置槽，在濾光片放置槽中放置濾光片，在濾光片覆蓋板上設置濾光片覆蓋板定位孔。所述的激光熔覆熔池溫度采用CCD相機與濾光片及聚焦鏡組成的成像系統采集圖像數據，通過工控機進行數據分析。此外工控機還可控制步進電機動作。所述的聚焦鏡固定在聚焦鏡筒前段，通過更換不同長度聚焦鏡筒，以適應不同檢測焦距要求。在濾光轉盤半徑30mm處陣列放置4個不同光波段濾光片。在固定底座右端設置有后擋板。在固定底座的上方設置有密封罩。所述前擋板、后擋板及密封罩與固定底座組成圖像采集暗室系統，以避免外界光線影響。激光熔覆熔池溫度采用CCD相機與濾光片及聚焦鏡組成的成像系統采集不同濾波圖像數據。利用工控機控制步進電機動作，并處理CCD相機采集的圖像數據，從而獲得激光熔覆過程熔池溫度。本技術的有益效果是：1、選用聚光鏡到激光熔覆溫度檢測系統中，能夠有效提高熔池溫度圖像質量，保證圖像數據的可靠性；2、采用密封罩后，整個裝置密封性強，可以有效避免檢測過程外界光源干擾；3、本技術結構簡單，聚焦鏡、濾波片相對于CCD相機基體軸線的位置調節以適應不同檢測要求；所述的濾光轉盤的動力由步進電機提供，通過帶傳動機構進行傳遞。4、本技術具有穩定性強、圖像采集質量高等特點，可以普遍應用在激光熔覆、3D打印、激光焊接等溫度檢測系統。附圖說明下面結合附圖和實施例對本技術作進一步說明。圖1是步進電機驅動濾光轉盤的傳動結構示意圖；圖2是激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置結構示意圖；圖3是濾光轉盤結構示意圖。圖中：1-前擋板，2-聚焦鏡，3-聚焦鏡筒，4-濾光片覆蓋板，5-濾光片，6-濾光片放置板，7-軸承，8-光軸支撐座，9-CCD相機，10-光軸，11-聯軸器，12-電機支座，13-步進電機，14-固定底座，15-后擋板，16-密封罩，17-導向軸底座，18-濾光片覆蓋板定位孔，19-濾光片放置槽。具體實施方式如圖2所示，一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置，它包括固定底座14，在固定底座14上自左向右依次布置有前擋板1，聚焦鏡筒3，光軸支撐座8和電機支座12。如圖1所示，在光軸支撐座8上設置有光軸10和CCD相機9，光軸8左端固定帶濾光片5的濾光轉盤，濾光轉盤位于CCD相機9和聚焦鏡筒3之間；在前擋板1上對應聚焦鏡2的位置設置有通光孔；在聚焦鏡筒3前段設置有聚焦鏡2；光軸10右端通過聯軸器11與步進電機13連接；光軸10在步進電機13的驅動下樞轉；濾光轉盤、CCD相機9及聚焦鏡2在同軸線上組成激光熔覆熔池溫度圖像采集單元；CCD相機9與工控機電連接。如圖3所示，濾光轉盤包括組配在一起的濾光片放置板6與濾光片覆蓋板4，在濾光片放置板6上設置有濾光片放置槽19，在濾光片放置槽19中放置濾光片5，在濾光片覆蓋板4上設置濾光片覆蓋板定位孔18；在濾光轉盤半徑30mm處陣列放置4個不同光波段濾光片5。在固定底座14的上方設置有密封罩16。在固定底座14右端設置有后擋板15。如圖2所示，聚焦鏡2、濾波片5相對于CCD相機9基體軸線的位置設置為可調節，以適應不同檢測環境檢測要求。在激光熔覆過程，利用CCD相機9與濾光片5、聚焦鏡2組成圖像采集系統，采集多組熔池圖像，通過工控機處理圖像數據，從而獲得激光熔覆過程熔池溫度。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置，它包括固定底座，其特征是在固定底座上自左向右依次布置有前擋板，聚焦鏡筒，光軸支撐座和電機支座，在光軸支撐座上設置有光軸和CCD相機，光軸左端固定帶濾光片的濾光轉盤，濾光轉盤問位于CCD相機和聚焦鏡之間；在前擋板上對應聚焦鏡的位置設置有通光孔；在聚焦鏡筒前段設置有聚焦鏡；光軸右端通過聯軸器與步進電機連接；光軸在步進電機的驅動下樞轉；濾光轉盤、CCD相機及聚焦鏡在同軸線上組成激光熔覆熔池溫度圖像采集單元；CCD相機與工控機電連接。

【技術特征摘要】
1.一種激光熔覆過程熔池溫度檢測裝置，它包括固定底座，其特征是在固定底座上自左向右依次布置有前擋板，聚焦鏡筒，光軸支撐座和電機支座，在光軸支撐座上設置有光軸和CCD相機，光軸左端固定帶濾光片的濾光轉盤，濾光轉盤問位于CCD相機和聚焦鏡之間；在前擋板上對應聚焦鏡的位置設置有通光孔；在聚焦鏡筒前段設置有聚焦鏡；光軸右端通過聯軸器與步進電機連接；光軸在步進電機的驅動下樞轉；濾光轉盤、CCD相機及聚焦鏡在同軸線上組成激光熔覆熔池溫度圖像采集單元；CCD相機與工控機電連接。2.根據權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬新強，任遠，李文龍，戈海龍，王文濤，成巍，
申請(專利權)人：山東省科學院激光研究所，
類型：新型
國別省市：山東;37