摘要：激光熔覆技術已成為新材料製備、金屬零部件快速直接製造、失效金屬零部件綠色再製造的重要手段之一。通過使用中達數控係統、BWS伺服驅動和伺服電機，五軸激光熔覆修複中心在較經濟的情況下，實現了更加完美的控製應用。
關鍵詞：數控係統 五軸 伺服 激光熔覆
激光熔覆概述
激光熔覆亦稱激光包覆或激光熔敷，是20世紀70年nian代dai隨sui著zhe大da功gong率lv激ji光guang器qi的de發fa展zhan而er興xing起qi的de一yi種zhong新xin的de表biao麵mian改gai性xing技ji術shu。是shi在zai激ji光guang束shu作zuo用yong下xia將jiang合he金jin粉fen末mo或huo陶tao瓷ci粉fen末mo與yu基ji體ti表biao麵mian迅xun速su加jia熱re並bing熔rong化hua，光guang束shu移yi開kai後hou自zi激ji冷leng卻que形xing成cheng稀xi釋shi率lv極ji低di，與yu基ji體ti材cai料liao呈cheng冶ye金jin結jie合he的de表biao麵mian塗tu層ceng,從而顯著改善基體表麵耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表麵強化方法。如對60#鋼進行碳鎢激光熔覆後，硬度最高達2200HV以上，耐磨損性能為基體60#鋼的20倍左右。在Q235鋼表麵激光熔覆CoCrSiB合金後，將其耐磨性與火焰噴塗的耐蝕性進行了對比，發現前者的耐蝕性明顯高於後者。
激光熔覆技術涉及光、機、電、計算機控製器（數控係統）、材料、物理、化學等多門學科的跨學科高新技術。近年來，結合CAD技術興起的快速原型加工技術，又為激光熔覆技術增添了新的活力。
激光熔覆可以在廉價金屬基材上製備出高性能的合金表麵而不影響基體的性質，降低成本,節約貴重稀有金屬材料，因此,世界上各工業先進國家對激光熔覆技術的研究及應用都非常重視。
目前，激光熔覆技術已成為新材料製備、金屬零部件快速直接製造、失效金屬零部件綠色再製造的重要手段之一，如對汽輪機輪子軸、大型發電機軸、大型風機軸的磨損修複。已廣泛應用於航空、石油、汽車、機械製造、船舶製造、模具製造等行業。
五軸激光熔覆修複中心概述
1.係統組成
激光熔覆修複中心由激光器、外光路、加工機床、冷水機組、數控係統、安全保護係統、輔助工藝部分等組成。係統構造及工作原理如圖1所示。
圖1 係統構造及工作原理圖
2.激光熔覆的工藝及流程
激光熔覆按熔覆材料的供給方式大概可分為兩大類，即預置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
預置式激光熔覆是將熔覆材料事先置於基材表麵的熔覆部位，然後采用激光光束輻照掃描熔化，熔覆材料以粉、絲、板的形式加入，其中以粉末的形式最為常用。
預置式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表麵預處理－－-預置熔覆材料－－-預熱－－-激光熔化－－-後熱處理。
同tong步bu式shi激ji光guang熔rong覆fu則ze是shi將jiang熔rong覆fu材cai料liao直zhi接jie送song入ru激ji光guang光guang束shu中zhong，使shi供gong料liao和he熔rong覆fu同tong時shi完wan成cheng。熔rong覆fu材cai料liao主zhu要yao也ye是shi以yi粉fen末mo的de形xing式shi送song入ru，有you的de也ye采cai用yong線xian材cai或huo板ban材cai進jin行xing同tong步bu送song料liao。
同步式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表麵預處理－－-送料激光熔化－－-後熱處理。
按工藝流程，與激光熔覆相關的工藝主要是基材表麵預處理方法、熔覆材料的供料方法、預熱和後熱處理。
3.激光熔覆的特點
⑴ 冷卻速度快(高達106 K/s)，屬於快速凝固過程，容易得到細晶組織或產生平衡態所無法得到的新相，如非穩相、非晶態等；
⑵ 塗層稀釋率低(一般小於5%),與基體呈牢固的冶金結合或接口擴散結合，通過對激光工藝參數的調整，可以獲得低稀釋率的良好塗層，並且塗層成分和稀釋度可控；
⑶ 熱輸入和畸變較小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時，變形可降低到零件的裝配公差內；
⑷ 粉末選擇幾乎沒有任何限製，特別是在低熔點金屬表麵熔敷高熔點合金；
⑸ 熔覆層的厚度範圍大，單道送粉一次塗覆厚度在0.2～2.0 mm；
⑹ 能進行選區熔敷，材料消耗少，具有卓越的性能價格比；
⑺ 光束瞄準可以使難以接近的區域熔敷；
⑻ 工藝過程易於實現自動化。
BWS控製方案
1．控製係統方案組成
⑴ 數控係統：PUTNC-H8C-M*1；
⑵ 伺服驅動：BWS-BB-1R5H21B、BWS-BB-2R2H21B；
⑶ 伺服電機：BH08-3-9.5-1.5/2.2-4-1500、BH08-4-9.5-2.2/3.7-4-1500、BH09-1-14-2.2/3.7-4-1500。
2．BWS控製係統介紹
PUTNC-H8C-M銑床專用型數控係統采用分體式操作平台，使用更方便， 操作更靈活；配置的10.4in彩色液晶顯示器，視野更大、更清晰；可選配高質量的機械開關，來符合工業環境的防護要求，使用壽命更長。
PUTNC-H8C-M數控係統最大控製軸數：通用係統――7路伺服軸＋1路變頻器主軸；銑床係統――7路伺服軸＋1路伺服主軸。
電壓命令型伺服電機采用FLASH ROM架構，可快速方便更新係統PLC及顯示畫麵；最大響應速度1000kpps；分辨率1μm時，速度可達60m/mim；程序容量512K，更可選配USB接口；具有MACRO指令，可靈活的設計加工程序；具多國語言設定及簡易圖形編程；具備防撞功能（手搖輪安全測試）。
BWS-BB係列伺服驅動內建完整的三種基本控製機能（位置/速度/轉矩模式），可以方便的和上位控製器連接；動態響應性好，伺服整定時間低於2ms、空載狀態下-3000～3000r/min的加速時間為14ms；PDFF（Pseudo-Derivative Feedback and Feedforward）強健式控製架構相應更快速、對外部幹擾有更強的抑製補償能力，從而能夠保證其他外力突然介入時，伺服定位或定速被影響很少；伺服的自動增益調整功能，能自動評估負載情況並合理設置伺服增益，從而使伺服調試更簡單、更快捷，且伺服定位更精準，無超越量和加速度過衝。
結語
隨著科技的飛速發展，機械加工行業的加工也日趨複雜化，這就要求自動化控製係統必需要不斷的升級。廣州博瑋伺服科技BWS控製係統具備穩定性、開放性和易用性等特點，有很強的特種機械設備使用的發展空間與潛力。
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