可移动激光再制造修复平台设计与实验

摘要

目的与其他修复技术相比,激光修复技术具有较明显的技术优势,现有成套激光修复设备成本较高,多为固定式,难以面向现场修复。为此,面向现场待修复零件构建可移动激光再制造修复平台,以实现典型零件的三维有效修复。方法设计龙门式主体结构的分体式修复工作台,由单模组铝型材结构和滚珠丝杆型直线模组构成运动框架,采取双z固定x轴形式和机械连接式可移动底座。设计三轴并联步进电机驱动及限位控制电路,实现各轴同步控制及运动。建立基于Atmega2560主控板和Ramps1.4扩展板的控制系统,通过Marlin固件配置行程、限位和精度等主要参数,编译对应控制程序。结合正逆向技术和路径规划,实施典型曲面结构涡轮零件和预置坡口缺陷零件的激光修复实验。结果设计的分体式平台工作尺寸为750 mm×1000 mm×550 mm,结构运行平稳,重复定位精度为±0.03 mm。修复的零件表面质量高,组织致密,无内部缺陷。结论所设计的可移动激光再制造修复平台可对曲面薄壁件和较大缺口件等实施有效的现场修复,具备可操作性和实用性。