一種加工螺線軌跡的激光加工機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于激光加工領(lǐng)域，具體涉及一種加工螺線軌跡的激光加工機床。
【背景技術(shù)】
[0002]阿基米德螺線在機械制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，其極坐標(biāo)方程為P = a Θ (a為系數(shù)，Θ為極角，P為極徑)。在工業(yè)生產(chǎn)中，這種曲線的數(shù)控加工一般用多段圓弧進行擬合，在線切割機上切割，計算工作量大，且存在擬合誤差，線切割效率非常低。
[0003]同時，市場上出現(xiàn)的常用激光加工系統(tǒng)的種類很多，但是它的原理不外乎是利用工件運動或者激光束運動來實現(xiàn)加工。利用工件運動的激光加工系統(tǒng)，它的激光束一般是固定不變的，依靠工作臺的運動來實現(xiàn)對工件的加工。由于工作臺速度的限制，這種激光加工系統(tǒng)的效率相對較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種加工螺線軌跡的激光加工機床；該激光加工工作臺采用激光束與工件協(xié)同插補運動，進而在工件上加工出螺線軌跡，加工效率顯著提高。
[0005]本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種加工螺線軌跡的激光加工機床，包括工作臺，以及安裝在工作臺上的旋轉(zhuǎn)工件臺、激光光路系統(tǒng)和加工頭平移系統(tǒng)；
[0007]所述激光光路系統(tǒng)包括激光入射口、第一 45度反射鏡、第二 45度反射鏡、聚焦透鏡和移動板，第一 45度反射鏡和第二 45度反射鏡均通過升降支架安裝在移動板的上端，聚焦透鏡通過透鏡安裝座固定安裝在移動板的下端；所述升降支架由電動模組驅(qū)動做豎直上下運動；
[0008]外部激光器發(fā)出的激光束經(jīng)激光入射口水平入射到第一 45度反射鏡，經(jīng)第一 45度反射鏡反射后，光束水平入射到第二 45度反射鏡，經(jīng)第二 45度反射鏡的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后輸出到放置在旋轉(zhuǎn)工件臺上的待加工工件表面，所述旋轉(zhuǎn)工件臺由第二電機組件驅(qū)動，可繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)；
[0009]所述加工頭平移系統(tǒng)包括兩塊側(cè)立板、后立板、滑板和第一電機組件，兩塊側(cè)立板分別固定安裝在工作臺的左右兩側(cè)，激光入射口設(shè)置在左側(cè)的側(cè)立板上；后立板固定在兩塊側(cè)立板之間，后立板上安裝有水平布置的直線導(dǎo)軌，滑板固定安裝在移動板上，滑板上安裝有與直線導(dǎo)軌配合的滑塊；第一電機組件與移動板相連，用于驅(qū)動移動板沿著直線導(dǎo)軌水平移動。
[0010]本實用新型所述的激光加工工作臺在對工件進行加工時，第一電機組件采用直線運動步進電機，實現(xiàn)螺線軌跡參數(shù)P的變化，第二電機組件采用旋轉(zhuǎn)運動步進電機，實現(xiàn)螺線軌跡參數(shù)Θ的變化，電動模組控制激光頭升降運動，實現(xiàn)快速對焦。其中激光光路系統(tǒng)的外光路部分主要采用的是飛行光路系統(tǒng)，其優(yōu)勢在于對工件進行實時的可靠的動態(tài)加工，可顯著提高加工效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型所述激光加工機床的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為第一電機組件的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖中各標(biāo)號的含義如下:
[0014]工作臺1、側(cè)立板2、后立板3、升降支架4、滑板5、旋轉(zhuǎn)工件臺6、電動模組7、第二45度反射鏡8、第一電機組件9、激光入射口 10、移動板11、第二電機組件12、電機91、電機支架92、聯(lián)軸器93、軸承支座組件94、滾珠絲杠95、絲杠頭96、絲杠頭連接件97。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細(xì)的說明。
[0016]如圖1-2所示，本實用新型提供了一種加工螺線軌跡的激光加工機床，包括工作臺1，以及安裝在工作臺I上的旋轉(zhuǎn)工件臺6、激光光路系統(tǒng)和加工頭平移系統(tǒng)。
[0017]所述激光光路系統(tǒng)包括激光入射口 10、第一 45度反射鏡、第二 45度反射鏡8、聚焦透鏡和移動板11，第一 45度反射鏡和第二 45度反射鏡8均通過升降支架4安裝在移動板11的上端，聚焦透鏡通過透鏡安裝座固定安裝在移動板11的下端；所述升降支架4由電動模組7驅(qū)動做豎直上下運動；
[0018]外部激光器發(fā)出的激光束經(jīng)激光入射口 10水平入射到第一 45度反射鏡，經(jīng)第一45度反射鏡反射后，光束水平入射到第二 45度反射鏡8，經(jīng)第二 45度反射鏡8的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后輸出到放置在旋轉(zhuǎn)工件臺6上的待加工工件表面，所述旋轉(zhuǎn)工件臺6由第二電機組件驅(qū)動，可繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。
[0019]所述加工頭平移系統(tǒng)包括兩塊側(cè)立板2、后立板3、滑板5和第一電機組件9，兩塊側(cè)立板2分別固定安裝在工作臺I的左右兩側(cè)，激光入射口 10設(shè)置在左側(cè)的側(cè)立板2上。后立板3固定在兩塊側(cè)立板2之間，后立板3上安裝有水平布置的直線導(dǎo)軌，滑板5固定安裝在移動板11上，滑板5上安裝有與直線導(dǎo)軌配合的滑塊；第一電機組件9與移動板11相連，用于驅(qū)動移動板11沿著直線導(dǎo)軌水平移動。
[0020]所述第一電機組件9包括電機91、電機支架92、聯(lián)軸器93、軸承支座組件94、滾珠絲杠95、絲杠頭96和絲杠頭連接件97，第一電機組件9主要控制激光光路系統(tǒng)在直線方向運動。
[0021]上述加工螺線軌跡的激光加工機床的工作原理和過程如下:
[0022]激光束通過側(cè)立板2上的激光入射口 10水平入射到第一 45度反射鏡，經(jīng)第一 45度反射鏡反射后，光束水平入射到第二 45度反射鏡8，經(jīng)第二 45度反射鏡8的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后輸出到放置在旋轉(zhuǎn)工件臺6上的待加工工件表面；
[0023]控制第一電機組件9 (采用直線運動步進電機)，水平移動第一 45度反射鏡、第二45度反射鏡8和聚焦透鏡，可實現(xiàn)螺旋軌跡參數(shù)P的變化。
[0024]控制第二電機組件12 (采用旋轉(zhuǎn)運動步進電機)，旋轉(zhuǎn)待加工工件，可實現(xiàn)螺旋軌跡參數(shù)Θ的變化。
[0025]控制電動模組7調(diào)節(jié)第一 45度反射鏡與第二 45度反射鏡8的高度，實現(xiàn)快速對焦。
[0026]本實用新型通過第一電機組件9、第二電機組件12和三個電動模組7的協(xié)調(diào)工作，可以快速的在工件表面加工出螺線軌跡。
[0027]本實用新型可改變?yōu)槎喾N方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本實用新型的范圍。所有這樣的對所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種加工螺線軌跡的激光加工機床，其特征在于，包括工作臺(I)，以及安裝在工作臺(I)上的旋轉(zhuǎn)工件臺(6)、激光光路系統(tǒng)和加工頭平移系統(tǒng)； 所述激光光路系統(tǒng)包括激光入射口(10)、第一 45度反射鏡、第二 45度反射鏡(8)、聚焦透鏡和移動板(11)，第一 45度反射鏡和第二 45度反射鏡(8)均通過升降支架(4)安裝在移動板(11)的上端，聚焦透鏡通過透鏡安裝座固定安裝在移動板(11)的下端；所述升降支架(4)由電動模組(7)驅(qū)動做豎直上下運動； 外部激光器發(fā)出的激光束經(jīng)激光入射口(10)水平入射到第一 45度反射鏡，經(jīng)第一 45度反射鏡反射后，光束水平入射到第二 45度反射鏡(8)，經(jīng)第二 45度反射鏡(8)的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后輸出到放置在旋轉(zhuǎn)工件臺(6)上的待加工工件表面，所述旋轉(zhuǎn)工件臺￠)由第二電機組件(12)驅(qū)動，可繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)； 所述加工頭平移系統(tǒng)包括兩塊側(cè)立板(2)、后立板(3)、滑板(5)和第一電機組件(9)，兩塊側(cè)立板(2)分別固定安裝在工作臺(I)的左右兩側(cè)，激光入射口(10)設(shè)置在左側(cè)的側(cè)立板(2)上；后立板(3)固定在兩塊側(cè)立板(2)之間，后立板(3)上安裝有水平布置的直線導(dǎo)軌，滑板(5)固定安裝在移動板(11)上，滑板(5)上安裝有與直線導(dǎo)軌配合的滑塊；第一電機組件(9)與移動板(11)相連，用于驅(qū)動移動板(11)沿著直線導(dǎo)軌水平移動。
【專利摘要】本實用新型提供了一種加工螺線軌跡的激光加工機床，包括工作臺，以及安裝在工作臺上的旋轉(zhuǎn)工件臺、激光光路系統(tǒng)和加工頭平移系統(tǒng)；所述激光光路系統(tǒng)包括激光入射口、第一45度反射鏡、第二45度反射鏡、聚焦透鏡和移動板，第一45度反射鏡和第二45度反射鏡均通過升降支架安裝在移動板的上端，聚焦透鏡通過透鏡安裝座固定安裝在移動板的下端；所述加工頭平移系統(tǒng)包括兩塊側(cè)立板、后立板、滑板和第一電機組件，激光入射口設(shè)置在左側(cè)的側(cè)立板上；后立板上安裝有水平布置的直線導(dǎo)軌，第一電機組件與移動板相連，用于驅(qū)動移動板沿著直線導(dǎo)軌水平移動。該激光加工工作臺采用激光束與工件協(xié)同插補運動，進而在工件上加工出螺線軌跡，加工效率顯著提高。
【IPC分類】B23K26-08, B23K26-046, B23K26-064
【公開號】CN204524545
【申請?zhí)枴緾N201520251109
【發(fā)明人】魏鑫磊, 曹宇, 李春林, 張健, 朱德華, 馮愛新
【申請人】溫州大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月17日