本實(shí)用新型涉及一種激光去毛刺設(shè)備。

背景技術(shù)：

在金屬工件加工成型的各工藝過(guò)程中，在工件的表面交界處往往會(huì)出現(xiàn)各種尖角、毛邊等不規(guī)則的金屬部分，即毛刺。毛刺的存在對(duì)于工件而言是一種加工缺陷，需要通過(guò)去除毛刺的加工工序?qū)⑵淙コ?/p>

去除毛刺的過(guò)程既需要花費(fèi)大量的時(shí)間，也會(huì)造成工件加工成本的上升。為實(shí)現(xiàn)高效率的去除工件上的毛刺，各種去毛刺方法也應(yīng)運(yùn)而生，常見(jiàn)的有滾筒研磨法、高溫去毛刺、 機(jī)械刷去毛刺、擠壓珩磨去毛刺、磁力研磨法、水噴射去毛刺等方法。而近年來(lái)，隨著激光技術(shù)的迅猛發(fā)展，采用激光來(lái)去除工件上的毛刺也受到了越來(lái)越多的關(guān)注與應(yīng)用。

激光去毛刺技術(shù)的基本原理是，利用激光具有強(qiáng)度高、能量密度大、聚焦性強(qiáng)、方向性好的特點(diǎn)，從激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)光學(xué)裝置，使激光束聚焦成不同直徑的光斑，對(duì)零件上的毛刺進(jìn)行掃描，從而使毛刺熔化、氣化，最終使毛刺去除，其具有效率高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于不同尺寸的毛刺，則可以通過(guò)控制不同直徑的激光束聚焦光斑，調(diào)整激光的能量密度，最終達(dá)到去除毛刺的目的。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，采用激光設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行去毛刺處理加工時(shí)，通常均是通過(guò)改變激光工作頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而使其沿著工件上毛刺的軌跡進(jìn)行去毛刺處理，這樣不僅造成處理工藝的復(fù)雜化，加工效率也較低，成本相對(duì)也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能夠?qū)崿F(xiàn)高效率去毛刺加工的激光去毛刺設(shè)備。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種激光去毛刺設(shè)備，用于去除待加工工件表面的毛刺，所述設(shè)備包括機(jī)座、設(shè)于所述機(jī)座上用于放置所述待加工工件的工作臺(tái)、用于將多個(gè)所述待加工工件逐個(gè)地傳送至上料工位的傳料裝置、用于將所述上料工位處的所述待加工工件轉(zhuǎn)移至所述工作臺(tái)上的上料裝置、用于對(duì)所述工作臺(tái)上的所述待加工工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)重新定位的翻轉(zhuǎn)定位裝置，所述設(shè)備還包括至少具有激光工作頭的激光加工裝置，所述激光工作頭位于所述工作臺(tái)的上方以按照設(shè)定掃描路徑對(duì)所述待加工工件的上側(cè)部進(jìn)行掃描去毛刺處理。

優(yōu)選地，所述工作臺(tái)沿X向、Y向位置可調(diào)地設(shè)置在所述機(jī)座上，所述機(jī)座與所述工作臺(tái)之間設(shè)有X-Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述激光工作頭與所述工作臺(tái)之間沿豎直方向距離可調(diào)地設(shè)置。

優(yōu)選地，所述待加工工件具有多個(gè)可置放在所述工作臺(tái)上的放置面，所述翻轉(zhuǎn)定位裝置將所述待加工工件翻轉(zhuǎn)時(shí)使得所述待加工工件支撐在所述工作臺(tái)上的所述放置面發(fā)生轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步地，所述翻轉(zhuǎn)定位裝置包括用于抓取所述待加工工件的夾爪、用于驅(qū)使所述夾爪升降以及驅(qū)使所述夾爪在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。

更進(jìn)一步地，所述翻轉(zhuǎn)定位裝置還包括用于驅(qū)使所述夾爪沿X向、Y向、Z向運(yùn)動(dòng)的X-Y-Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述傳料裝置包括傳送帶，多個(gè)所述待加工工件沿所述傳送帶的前后傳送方向間隔地放置在所述傳送帶上，所述的上料工位位于所述傳送帶的前端部。

進(jìn)一步地，所述上料裝置包括用于從所述傳送帶上所述上料工位夾取所述待加工工件的夾持件、用于驅(qū)使所述夾持件沿Y軸及Z軸運(yùn)動(dòng)的Y-Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述激光加工裝置還包括用于發(fā)出激光束的激光器，所述激光工作頭內(nèi)設(shè)有掃描振鏡以將所述激光器產(chǎn)生的激光束按照設(shè)定掃描路徑輸出。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的激光去毛刺設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工效率高，成本也較低，能夠滿足目前大部分零件的激光去毛刺處理加工的要求。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中待加工工件—渦輪殼的立體圖；

附圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的去毛刺設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為附圖2的去毛刺設(shè)備去除外罩后的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為附圖2的去毛刺設(shè)備中工作臺(tái)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5為附圖2的去毛刺設(shè)備中傳料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6為附圖2的去毛刺設(shè)備中上料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖7為附圖2的去毛刺設(shè)備中翻轉(zhuǎn)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：10、待加工工件—渦輪殼；1a、1b、2a、3a、待去毛刺部位；

1、機(jī)座；2、傳料裝置；21、傳送帶；

3、上料裝置；31、夾持件；32、Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；33、Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

4、工作臺(tái)裝置；41、工作臺(tái)；42、Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；43、X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；44、Y向電機(jī)；45、X向電機(jī)；

5、翻轉(zhuǎn)定位裝置；51、夾爪；52、旋轉(zhuǎn)座；53、旋轉(zhuǎn)電機(jī)；54、升降座；55、X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；56、X向電機(jī)；57、Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；58、Y向電機(jī)；

6、激光加工裝置；61、激光工作頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。

參見(jiàn)圖1所示為本實(shí)施例中需要去毛刺加工的渦輪殼10，其通過(guò)鑄造而成，且具有多個(gè)加工面，在相鄰的兩個(gè)加工面相接的位置處往往是毛刺產(chǎn)生和聚集的位置，該相鄰的兩個(gè)加工面相接的位置也就形成了需去除毛刺的部位，如圖1中的1a、1b、2a、3a處。在不同的加工面之間相接的交線也就形成激光加工去毛刺時(shí)激光束掃描的掃描軌跡，如1a、1b、2a、3a處的輪廓線即為相應(yīng)的掃描路徑。

參見(jiàn)圖2、圖3所示為本實(shí)施例的激光去毛刺設(shè)備，其包括機(jī)座1、設(shè)于機(jī)座1上用于放置待加工工件的工作臺(tái)41、用于將多個(gè)待加工工件逐個(gè)地傳送至上料工位的傳料裝置2、用于將上述上料工位上的待加工工件轉(zhuǎn)移至工作臺(tái)41上的上料裝置3、用于對(duì)工作臺(tái)41上的待加工工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)重新定位的翻轉(zhuǎn)定位裝置5，該設(shè)備還包括至少具有激光工作頭61的激光加工裝置6，激光工作頭61位于工作臺(tái)41的上方以按照設(shè)定的掃描路徑對(duì)待工件的上側(cè)部進(jìn)行掃描去毛刺處理。

參見(jiàn)圖5所示，傳料裝置2包括傳送帶21，多個(gè)待加工的渦輪殼10沿傳送帶21的傳送方向間隔地排布的傳送帶21上，此處該傳送帶21的傳送方向沿前后方向設(shè)置，上料工位位于傳送帶21的前端部。

參見(jiàn)圖6所示，上料裝置3包括用于從傳送帶21上的上料工位夾取渦輪殼10的夾持件31、用于驅(qū)使夾持件31沿Y向及Z向運(yùn)動(dòng)的Y-Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。具體地，該上料裝置3設(shè)置于上料工位的一側(cè)，Y-Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)使夾持件31升降的Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32和用于驅(qū)使夾持件及Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32共同沿Y向運(yùn)動(dòng)的Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33。當(dāng)待加工的渦輪殼10被傳送帶21傳送至其前端部的上料工位時(shí)，夾持件31先移動(dòng)至上料工位的上方，然后下降并夾持渦輪殼10后上升，接著沿Y向?qū)A持件31移動(dòng)至工作臺(tái)41的上方，再降下夾持件31將渦輪殼10放至工作臺(tái)41上。

參見(jiàn)圖4所示，該工作臺(tái)41沿X向、Y向位置可調(diào)地設(shè)置在機(jī)座1上，機(jī)座1與工作臺(tái)41之間設(shè)有X-Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該X-Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具體包括Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42、Y向電機(jī)44、X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)43及X向電機(jī)45。激光工作頭61可升降地設(shè)置，從而能夠與工作臺(tái)41之間沿豎直方向距離可調(diào)整地設(shè)置，使得激光束能夠聚焦至渦輪殼10上的特定高度位置進(jìn)行激光掃描去毛刺加工。在激光工作頭61在對(duì)渦輪殼10聚焦激光掃描加工的過(guò)程中，通過(guò)激光工作頭61沿Z軸的升降以及工作臺(tái)41沿X向、Y向的移動(dòng)來(lái)調(diào)整兩者的相對(duì)位置，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)聚焦掃描去毛刺加工。

參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)施例中，待激光去毛刺處理的渦輪殼10，其具有多個(gè)可置放在工作臺(tái)41上的放置面，如其底面、頂面及右側(cè)面，通過(guò)其中一個(gè)面均可將渦輪殼10直接置放在工作臺(tái)41上進(jìn)行定位，而不需要采用其他的夾持機(jī)構(gòu)在激光去毛刺處理的過(guò)程中來(lái)對(duì)渦輪殼10進(jìn)行夾持。而需要更換放置面時(shí)，則通過(guò)翻轉(zhuǎn)定位裝置5來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參見(jiàn)圖7所示，該翻轉(zhuǎn)定位裝置5包括用于抓取待加工工件的夾爪51、用于驅(qū)使夾爪51升降以及驅(qū)使夾爪51在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，該翻轉(zhuǎn)定位裝置還包括用于驅(qū)使夾爪51沿X向、Y向及Z向運(yùn)動(dòng)的X-Y-Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。具體地，夾爪51安裝在旋轉(zhuǎn)座52上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)53驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)座52旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)電機(jī)53安裝在升降座54上，該升降座54可沿Z向升降地設(shè)置，升降座54的下方設(shè)置有X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)55、X向電機(jī)56、Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)57及Y向電機(jī)58而實(shí)現(xiàn)X向與Y向的移動(dòng)。這樣可使得夾爪51精準(zhǔn)地抓取渦輪殼10而將其翻轉(zhuǎn)后重新放置至工作臺(tái)41上。

激光加工裝置6還包括用于發(fā)出激光束的激光器（圖中未示出），激光工作頭61內(nèi)設(shè)有掃描振鏡（圖中未示出）從而能夠?qū)⒓す馄鳟a(chǎn)生的激光束按照設(shè)定掃描路徑輸出。上述的掃描路徑是在激光去毛刺加工之前就設(shè)定于激光加工裝置6中的，加工時(shí)激光工作頭61按照上述掃描路徑輸出激光束便可對(duì)掃描到的部位進(jìn)行去毛刺處理。而在設(shè)定上述掃描路徑時(shí)，用戶可根據(jù)待去除毛刺的渦輪殼10的三維圖形，直接獲取該渦輪殼10上需去除毛刺部位的輪廓圖形，然后根據(jù)該輪廓圖形，獲取用于激光束分別掃描去毛刺加工時(shí)的掃描路徑。

這樣，本實(shí)施例的激光加工設(shè)備在對(duì)渦輪殼10進(jìn)行激光去毛刺加工時(shí)，按照如下工序?qū)崿F(xiàn)：

參見(jiàn)圖2、圖3所示，待加工的渦輪殼10通過(guò)傳料裝置2的傳送帶21被傳送至前端的上料工位處，上料裝置3的夾持件31移動(dòng)到上料工位的上方并夾取渦輪殼10，夾持件31與工作臺(tái)41進(jìn)行X向與Y向位置的配合調(diào)整，使得夾持件31位于工作臺(tái)41的上方時(shí)，夾持件31將渦輪殼10放置至工作臺(tái)41上，該初始位置時(shí)，渦輪殼10通過(guò)其底面作為放置面而置放在工作臺(tái)41上的。

然后，激光工作頭61對(duì)渦輪殼10上正對(duì)其的上側(cè)部進(jìn)行激光去毛刺加工，激光工作頭61聚焦至設(shè)定高度位置，然后對(duì)該高度位置下所有需要去毛刺處理的位置進(jìn)行激光掃描，激光束沿該高度位置下的所有掃描路徑進(jìn)行掃描；然后激光工作頭61再聚焦至下一高度位置，再對(duì)該高度位置下所有需去除毛刺部位所對(duì)應(yīng)的掃描路徑進(jìn)行依次掃描。此處，激光工作頭61先聚焦至與渦輪殼10頂面對(duì)應(yīng)的高度位置時(shí)，激光束按照待去除毛刺部位1a的掃描路徑依次進(jìn)行激光掃描去毛刺；然后，激光工作頭61下降并聚焦至下一高度位置，激光束按照待去除毛刺部位1b的掃描路徑依次進(jìn)行激光掃描處理。如此，實(shí)現(xiàn)對(duì)渦輪殼10上側(cè)部的激光去毛刺處理。

接著，翻轉(zhuǎn)定位裝置5的夾爪51抓取工作臺(tái)41上的渦輪殼10，并將其沿豎直方向翻轉(zhuǎn)90°，使得其通過(guò)右側(cè)面作為放置面而重新定位在工作臺(tái)41上，激光工作頭61重新聚焦并對(duì)需去除毛刺的部位2a進(jìn)行掃描去毛刺。如此，實(shí)現(xiàn)對(duì)渦輪殼10右側(cè)部的激光去毛刺處理。

再接著，翻轉(zhuǎn)定位裝置5的夾爪51再次抓取工作臺(tái)41上的渦輪殼10，再將其沿豎直方向翻轉(zhuǎn)90°，使其通過(guò)頂面作為放置面重新定位在工作臺(tái)41上，激光工作頭61重新聚焦并對(duì)需去除毛刺的部位3a進(jìn)行掃描去毛刺。如此，實(shí)現(xiàn)對(duì)渦輪殼10底側(cè)部的激光去毛刺處理。

最后，翻轉(zhuǎn)定位裝置5的夾爪51再次抓取工作臺(tái)41上的渦輪殼10，使其翻轉(zhuǎn)180°復(fù)位后，將其直接送至下料工位；或者由上料裝置3上的夾持件31將工作臺(tái)41上已加工完成且已復(fù)位的渦輪殼10重新搬運(yùn)至傳送帶21上進(jìn)行下料。

以上僅是對(duì)諸如渦輪殼10等具有多個(gè)放置面的產(chǎn)品所作出的激光去毛刺設(shè)備。在對(duì)其他復(fù)雜零件的激光去毛刺加工時(shí)，則需要在激光去毛刺加工的整個(gè)過(guò)程中通過(guò)夾持機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)待加工工件進(jìn)行夾持定位，使其需要被激光去毛刺處理的側(cè)部正對(duì)激光工作頭61。

亦即，采用的激光去毛刺方法具體按照如下步驟進(jìn)行：

（1）圖形預(yù)處理，根據(jù)待去除毛刺工件的三維圖像，獲取該工件上需去除毛刺部位的輪廓圖形；

（2）獲取掃描路徑，根據(jù)上述輪廓圖形，獲取用于激光束分別掃描去毛刺加工時(shí)的多個(gè)掃描路徑；

（3）定位工件，使得工件的其中一個(gè)側(cè)部正對(duì)激光加工裝置的激光工作頭；

（4）激光去毛刺，激光工作頭根據(jù)工件上與其正對(duì)的側(cè)部上所有的掃描路徑的軌跡進(jìn)行激光掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)該側(cè)部的去毛刺處理；

（5）重新定位工件，使得工件的另一個(gè)側(cè)部正對(duì)激光工作頭，重復(fù)步驟（4），直至工件上所有的掃描路徑均被激光掃描，如此便實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的激光去毛刺處理。

在上述步驟（1）與步驟（2）中，針對(duì)如鑄件等零件，可根據(jù)鑄件上的不同加工面之間相接的位置確定需去除毛刺部位，并獲取該去除毛刺部位的輪廓圖形，該輪廓圖形亦即不同加工面之間相接的交線所形成的，根據(jù)該輪廓圖形即可確定激光束掃描時(shí)的掃描路徑。

在步驟（3）、（4）中，通常激光工作頭設(shè)置在工件的上方，激光工作頭對(duì)工件上正對(duì)其的側(cè)部上的所有掃描路徑進(jìn)行掃描加工時(shí)，激光工作頭按照待掃描的掃描路徑與激光工作頭之間的間距大小依次進(jìn)行掃描處理。具體地，激光工作頭依次聚焦至不同高度位置，已分別對(duì)待加工側(cè)部上不同高度位置的掃描路徑進(jìn)行激光掃描；當(dāng)激光工作頭聚焦至某一高度時(shí)，激光工作頭對(duì)該側(cè)部上同一高度位置下的所有掃描路徑進(jìn)行激光掃描。

在步驟（5）中，重新定位工件時(shí)可采用翻轉(zhuǎn)工件的方式，以使得工件的不同側(cè)部正對(duì)激光工作頭。

綜上，本實(shí)用新型的激光去毛刺設(shè)備中，在激光去毛刺的過(guò)程中，激光工作頭的位置基本不需變化，而進(jìn)行對(duì)待去毛刺加工的工件進(jìn)行重新定位，使得激光束對(duì)工件上正對(duì)激光工作頭的側(cè)部依次進(jìn)行激光掃描加工，激光掃描時(shí)則按照預(yù)先獲取的掃描路徑進(jìn)行掃描處理即可，其加工速度快，尤其適用于大批量零件的激光去毛刺處理，能夠有效地提高激光去毛刺加工的效率。該設(shè)備結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，成本也較低，能夠滿足目前大部分零件的激光去毛刺處理加工的要求。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。