激光再制造機器人工作頭的研究.pdf

1、激光再制造技術(shù)是再制造技術(shù)的一個分支，近年來在國內(nèi)外已受到普遍關(guān)注，形成激光加工與先進制造技術(shù)一個前沿和熱點，已在國內(nèi)外得到重要的工業(yè)應(yīng)用。目前，該項技術(shù)尚處于發(fā)展之中，許多基礎(chǔ)理論問題尚需開展深入研究，在設(shè)備、工藝和材料等方面都有著需要改進的地方。激光再制造機器人是一種新型的激光再制造設(shè)備，與傳統(tǒng)設(shè)備相比它具有柔性程度好、智能化程度高、工作空間大、使用靈活方便等優(yōu)點。
　　 激光同軸送粉熔敷的性能直接決定激光制造的質(zhì)量和精度。

2、熔敷效果取決于激光參數(shù)（功率、波長、模式、聚焦性能），粉嘴參數(shù)（尺寸、聚焦性能）、激光熔敷工藝參數(shù)（功率、送粉量、氣流量）以及粉末流物理場分布。機器人工作頭主要負(fù)責(zé)激光和金屬粉末的輸送和會聚，所以設(shè)計性能優(yōu)良的工作頭對于保證激光再制造機器人加工的質(zhì)量和精度有著重要的意義。
　　 本文旨在設(shè)計適合激光再制造機器人使用的工作頭，為機器人再制造加工提供良好的支持。本文介紹了激光再制造技術(shù)以及激光再制造機器人的原理和現(xiàn)狀，根據(jù)激光熔覆理

3、論，光機系統(tǒng)設(shè)計原理，提出了機器人工作頭的設(shè)計方案。主要有以下工作：
　　 1.基于激光熔覆理論及相關(guān)物理模型，研究了激光與金屬粉末以及基體的相互作用，分析了粉末流從粉嘴噴出后的濃度分布情況，為粉末流濃度的模擬奠定了基礎(chǔ)。
　　 2.結(jié)合兩相流體力學(xué)的基本理論知識，建立了氣體/金屬粉末兩相流的計算模型，應(yīng)用計算流體動力學(xué)軟件FLUENT對不同粉嘴參數(shù)出射的粉末流濃度進行了模擬，分析了粉嘴參數(shù)對粉末流濃度及會聚情況的影響，