声发射辅助同轴视觉热丝小功率激光模具修复方法和设备

摘要

一种声发射辅助同轴视觉热丝小功率激光模具修复方法和设备属于金属材料加工领域，目的是提供一种能有效提高模具修复质量和效率的工艺方法及设备。本发明针对不同模具金属基体材料，利用热丝技术、视觉传感、声发射和小功率激光技术相结合，模拟人的听觉和视觉对焊接过程质量控制信息融和处理过程，实时监测激光模具修复状态变化情况，提高模具修复质量和效率。为实施上述工艺方法，研制了由控制单元、视觉系统、声发射传感、可调温热丝送丝机、激光器和五自由度数控工作台构成的强化设备，有效提高模具功能表面抗热疲劳性和耐磨性，且性能价格比好，生产效率高。

主权项

一种使用声发射辅助同轴视觉热丝小功率激光模具设备进行模具修复的方法，其特征在于：声发射辅助同轴视觉热丝小功率激光模具修复设备，由控制单元、声发射辅助同轴视觉采集系统、可调温热丝送丝机、激光器和五自由度数控工作台组成，控制单元分别与激光器、声发射辅助同轴视觉采集系统、可调温热丝送丝机和五自由度数控工作台的通讯接口系统相连；所述的控制单元为热丝小功率激光模具修复工艺模块、声发射辅助同轴视觉数据融合模块和数控加工模块的集成；所述的声发射辅助同轴视觉采集系统为与激光器同轴连接，通过CCD视觉传感激光焊丝位置及熔化状态、模具修复熔池及成形特征，通过声发射采集模具激光修复缺陷、飞溅和修复稳定性的特征信号，上传给控制单元声发射辅助同轴视觉数据融合模块；所述的声发射辅助同轴视觉数据融合模块为利用数据和特征信息多智能体决策融合技术，对声发射辅助同轴视觉采集系统采集的激光模具修复状态特征信息进行融合处理，根据处理结果通过激光器、可调温热丝送丝机和五自由度数控工作台完成对激光模具修复质量控制；所述的可调温热丝送丝机为微机控制，激光焊丝直径为0.1～0.6mm，焊丝控温范围为50～400℃，送丝速度为1.0～20m/min，送丝速度误差小于5％，可调温热丝送丝机与激光器通过紧固件连接，焊丝与激光束相互定位精度小于±0.2mm；五自由度数控工作台由小功率激光模具修复数控加工软件系统和五自由度机械工作台组成，控制单元能够使激光头沿A轴、C轴转动，沿Z轴移动，使工件安装台沿X、Y轴移动；其中的工件安装台由X向进给机构、Y向进给机构、XY工作台组成，Y向进给机构安装在床身上，X向进给机构安装在Y向进给机构上，XY工作台上放置模具；激光头与A轴驱动相连，A轴驱动与C轴驱动相连，激光头安装在双摆头座上；双摆头座安装在立柱上，可沿Z轴移动；利用激光填丝加工的方法，对模具表面进行局部修复再造；所述模具表面包括模具成型件表面、凸模表面、凹模表面。