一種激光噴砂加工系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及激光精密加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光噴砂加工系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光加工是利用光的能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光熱效應(yīng)來(lái)加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小，可加工各種材料。隨著激光器的廣泛應(yīng)用，如今激光束可對(duì)越來(lái)越多材料進(jìn)行各種加工，如激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標(biāo)、激光鉆孔和微加工等。
[0003]在激光加工過(guò)程中，由于材料的性質(zhì)及采用氣嘴吹氣的方式等原因，難免會(huì)在加工切割部位形成熔渣、毛刺，進(jìn)而造成“火山口”的形貌。這種形貌的形成，在一般的激光加工中無(wú)法避免，而在很多對(duì)表面形貌要求較高的產(chǎn)品中，是形成不良品的重要原因。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，通常是采用高速氣嘴來(lái)增加輔助氣體的剪切力，借助高速氣流去除激光加工部位的熔渣或毛刺，但該方法采用高速氣嘴對(duì)切割頭與工件的相對(duì)位置要求很高，不但無(wú)法根本性改善加工效果，而且限制了加工產(chǎn)品的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種激光噴砂加工系統(tǒng)及方法，其能減少激光加工形成的熔渣、毛刺，有效改善激光加工效果，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種激光噴砂加工系統(tǒng)，包括用于放置待加工工件的工作臺(tái)、工控機(jī)、并行設(shè)于所述工作臺(tái)上方且均連接于所述工控機(jī)的激光加工組件及噴砂加工組件，所述工控機(jī)通過(guò)控制所述激光加工組件產(chǎn)生激光并作用于所述工件的表面，從而對(duì)所述工件進(jìn)行激光加工；所述工控機(jī)還通過(guò)控制所述噴砂加工組件產(chǎn)生噴砂并作用于所述工件經(jīng)激光加工后形成的熔渣上，從而對(duì)所述工件的熔渣進(jìn)行去除。
[0007]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述工作臺(tái)的底部設(shè)有可驅(qū)動(dòng)所述工作臺(tái)移動(dòng)的電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述工作臺(tái)上分別設(shè)有激光加工位及噴砂加工位，所述激光加工位的底部還通過(guò)真空管連通于真空栗；所述噴砂加工位的底部通過(guò)第二風(fēng)管連通于所述風(fēng)機(jī)。
[0009]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述噴砂加工位的底部還連通有噴砂收集筒。
[0010]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述工作臺(tái)在靠近所述激光加工位的一端設(shè)有機(jī)械臂，用于將所述激光加工位中的工件移動(dòng)至噴砂加工位。
[0011]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述機(jī)械臂包括連接于所述工作臺(tái)上的第一樞軸、第二樞軸、第一連桿及第二連桿，所述第一連桿一端通過(guò)第一樞軸鉸接于所述工作臺(tái)，所述第一連桿的另一端通過(guò)第二樞軸鉸接于所述第二連桿的一端，所述第二連桿的另一端抵持于所述工件。
[0012]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述粉塵收集器包括圓筒狀的主體及套設(shè)于所述主體上的外殼，所述主體的兩端分別連通于所述防塵罩及風(fēng)機(jī)，所述主體內(nèi)沿其中心截面設(shè)有至少兩導(dǎo)流板，每一所述至少兩導(dǎo)流板上設(shè)有多個(gè)螺旋狀的通風(fēng)槽，所述主體的內(nèi)壁還設(shè)有多個(gè)篩網(wǎng)口。
[0013]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述激光加工組件包括激光器、擴(kuò)束鏡、全反射鏡及內(nèi)置有聚焦鏡及保護(hù)鏡片的加工頭，所述激光器連接于工控機(jī)，通過(guò)所述工控機(jī)控制所述激光器啟動(dòng)產(chǎn)生激光光束，所述激光光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束及全反射鏡反射后進(jìn)入加工頭，并由聚焦鏡聚焦于待激光加工的工件的表面。
[0014]進(jìn)一步，在上述一種激光噴砂加工系統(tǒng)中，所述加工頭在激光光束出射口處兩側(cè)設(shè)有氣嘴，所述氣嘴可產(chǎn)生高速氣流噴向所述工件的表面。
[0015]另，本發(fā)明還提供一種激光噴砂加工方法，其包括以下步驟:
[0016]步驟S1:提供一用于放置待加工工件的工作臺(tái)及激光噴砂機(jī)，所述工作臺(tái)連接有可驅(qū)動(dòng)其移動(dòng)的電機(jī)，所述激光噴砂機(jī)連接有一對(duì)準(zhǔn)所述工件加工部位的噴砂導(dǎo)管；
[0017]步驟S2:啟動(dòng)所述激光噴砂機(jī)產(chǎn)生噴砂并噴射作用于所述工件加工部位的熔渣上;
[0018]步驟S3:通過(guò)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，使得所述噴砂作用于所述工件不同加工部位的熔渣。
[0019]本發(fā)明一種激光噴砂加工系統(tǒng)及方法在激光加工后通過(guò)噴砂作用于工件的熔渣上，減少了激光加工形成的熔渣、毛刺，有效改善了激光加工效果，且噴砂加工過(guò)程不增加加工時(shí)間，既提高了產(chǎn)品的質(zhì)量又保證了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種激光噴砂加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為圖1中激光加工組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為圖1中噴砂加工組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為圖1中粉塵收集器的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖5為圖4中導(dǎo)流板的截面結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖6為圖4中主體的內(nèi)壁平面展開(kāi)圖；
[0026]圖7為圖1中粉塵收集器的內(nèi)部氣流示意圖，
[0027]其中，a為噴砂加工產(chǎn)生的粉塵，b為粉塵收集器的內(nèi)部氣流；
[0028]圖8為本發(fā)明一種激光噴砂加工系統(tǒng)的加工過(guò)程示意圖；
[0029]圖9為本發(fā)明一種激光噴砂加工方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0031]請(qǐng)參閱圖1至圖3，本發(fā)明一種激光噴砂加工系統(tǒng)包括用于放置待加工工件100的工作臺(tái)1、工控機(jī)2、并行設(shè)于所述工作臺(tái)I上方且均連接于所述工控機(jī)2的激光加工組件3及噴砂加工組件4，所述工控機(jī)2通過(guò)控制所述激光加工組件3產(chǎn)生激光并作用于所述工件100的表面，從而對(duì)所述工件100進(jìn)行激光加工；所述工控機(jī)2還通過(guò)控制所述噴砂加工組件4產(chǎn)生噴砂并作用于所述工件100經(jīng)激光加工后形成的熔渣上，從而對(duì)所述工件100的熔渣進(jìn)行去除。這樣，通過(guò)并行設(shè)置的激光切割組件3及噴砂加工組件4可同時(shí)對(duì)工件100進(jìn)行激光加工和噴砂加工，能有效地改善激光加工效果，又提高了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0032]其中，所述噴砂加工組件4包括罩設(shè)于所述工件100上方的防塵罩41、噴砂機(jī)42、噴砂導(dǎo)管43、粉塵收集器44及風(fēng)機(jī)45，所述噴砂機(jī)42連接于所述工控機(jī)2，所述噴砂導(dǎo)管43的一端連通于所述噴砂機(jī)42，所述噴砂導(dǎo)管43的另一端伸入所述防塵罩41并對(duì)準(zhǔn)所述工件100，所述粉塵收集器44的兩端通過(guò)第一風(fēng)管46分別連通于所述防塵罩41及風(fēng)機(jī)45。
[0033]所述工作臺(tái)I的底部設(shè)有可驅(qū)動(dòng)所述工作臺(tái)I移動(dòng)的電機(jī)12，所述工控機(jī)2連接于所述電機(jī)12，用于控制所述電機(jī)12啟動(dòng)或停止工作，從而使得激光切割組件3及噴砂加工組件4對(duì)工件100的不同部位進(jìn)行加工。
[0034]所述工作臺(tái)I上分別設(shè)有激光加工位14及噴砂加工位16，所述激光加工位14為鏤空的臺(tái)面，且所述激光加工位14的底部還通過(guò)真空管13連通于真空栗15，這樣由所述真空栗15產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)真空氣壓將工件100吸附于所述激光加工位14中；所述噴砂加工位16也為鏤空的臺(tái)面，且所述噴砂加工位16的底部通過(guò)第二風(fēng)管17連通于所述風(fēng)機(jī)45，通過(guò)風(fēng)機(jī)45產(chǎn)生負(fù)壓從而將工件100吸附于所述激光加工位14中。
[0035]另，所述噴砂加工位16的底部還連通有噴砂收集筒18，用于收集在噴砂加工過(guò)程中未碎裂的大顆粒噴砂。本實(shí)施例中，所述噴砂收集筒18通過(guò)卡扣19可拆卸連接于所述噴砂加工位16的底部，打開(kāi)所述卡扣19即拆卸下所述噴砂收集筒18，從而回收噴砂大顆粒。
[0036]所述噴砂導(dǎo)管43朝向工作臺(tái)I的端部連接有噴砂嘴433，使得所述噴砂機(jī)42噴出砂子經(jīng)過(guò)噴砂嘴433可匯集加速后作用在工件100的加工部位上。
[0037]所述激光加工組件3包括激光器32、擴(kuò)束鏡33、全反射鏡34及內(nèi)置有聚焦鏡35及保護(hù)鏡片36的加工頭37，所述激光器32連接于工控機(jī)2，通過(guò)所述工控機(jī)2控制所述激光器32啟動(dòng)，產(chǎn)生激光光束，所述激光光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡33擴(kuò)束及全反射鏡34反射后進(jìn)入加工頭37，最后激光光束由聚焦鏡35聚焦于待激光加工的工件100的表面。所述加工頭37在激光光束出射口處兩側(cè)設(shè)有氣嘴38，所述氣嘴可產(chǎn)生高速氣流噴向所述工件100的表面，可初步去除工件100激光加工部位的熔渣或毛刺。
[0038]所述工作臺(tái)I在靠近所述激光加工位14的一端設(shè)有機(jī)械臂5，可自動(dòng)將所述激光加工位14中的工件100移動(dòng)至噴砂加工位16。所述機(jī)械臂5可通過(guò)電機(jī)(圖未示)驅(qū)動(dòng)，也可通過(guò)手動(dòng)推動(dòng)。
[0039]本實(shí)施例中，所述機(jī)械臂5包括連接于所述工作臺(tái)I上的第一樞軸51、第二樞軸53