[實(shí)用新型]雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220024866.2
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN202506975U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏志凌;寧軍;夏發(fā)平;馬秀云
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山思拓機(jī)器有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/36
• 分類號(hào): B23K26/36;B23K26/08;B23K26/14;B23K26/02
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1.一種雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，包括兩個(gè)加工工位，每個(gè)加工工位獨(dú)立加工不同的工件；

每個(gè)加工工位設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸、直線軸、激光切割頭、輔助高壓氣體供氣單元、Z軸模塊、激光發(fā)生器、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、照明光源、45°反射鏡、CCD；所述激光切割頭包括激光噴嘴、保護(hù)鏡、聚焦鏡；

所述旋轉(zhuǎn)軸包括電機(jī)、聯(lián)軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；所述拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動(dòng)軸承、軸套、拉桿，拉桿為中空結(jié)構(gòu)；所述外殼的一端設(shè)置拉桿蓋、拉桿座，另一端設(shè)置端蓋；所述拉桿蓋、拉桿座之間設(shè)有活塞、軸套、滾動(dòng)軸承；活塞的兩側(cè)分別設(shè)有第一氣腔、第二氣腔，第一氣腔、第二氣腔分別設(shè)有出入口，通過出入口充放氣,?所述出入口連接輔助高壓氣體供氣單元；所述夾頭設(shè)置于拉桿的一端，穿過端蓋露出一部分；夾頭通過從旋轉(zhuǎn)軸靠近拉桿蓋的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中；所述聯(lián)軸器將電機(jī)的輸出軸和蝸桿軸連接，蝸桿與蝸輪配合，所述蝸輪與拉桿共軸，蝸輪軸即為拉桿軸；電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)最終帶動(dòng)拉桿軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

所述旋轉(zhuǎn)軸用于夾持薄壁管材，并帶動(dòng)薄壁管材高精度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸的底座安裝在直線軸的動(dòng)板上，可沿直線軸進(jìn)給；直線軸和旋轉(zhuǎn)軸組成了激光加工設(shè)備的精密二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；?

兩個(gè)激光切割頭安裝在各自的Z軸模塊上，兩個(gè)Z軸模塊分別安裝在基準(zhǔn)上，可手動(dòng)或者自動(dòng)實(shí)現(xiàn)在Z軸模塊的上下直線運(yùn)動(dòng)，從而能夠根據(jù)不同管徑調(diào)整激光噴嘴下沿距離薄壁管材最表面的距離，控制待加工薄壁管材聚焦光斑的能量分布，同時(shí)在加工過程中能夠隨時(shí)根據(jù)激光光斑的變化調(diào)整噴嘴與加工薄壁管材表面的距離；所述微加工設(shè)備包括水平工作臺(tái)、垂直設(shè)置于該水平工作臺(tái)上的立柱；兩個(gè)加工工位的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別安裝在水平工作臺(tái)上，立柱包括一懸臂，懸臂的兩側(cè)分別設(shè)置兩個(gè)加工工位的Z軸模塊；

所述激光發(fā)生器所發(fā)出的激光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡形成水平激光束，而后與照明光源發(fā)射的光同時(shí)入射至45°反射鏡，45°反射鏡對水平激光束全反射，并對照明光45°增透，激光束垂直入射到聚焦鏡上；透過聚焦鏡的激光束經(jīng)過保護(hù)鏡在焦點(diǎn)處聚成一極小的光斑，光斑在加工平臺(tái)上的薄壁管材表面使工件瞬間汽化，再配合輔助高壓氣體供氣單元提供的輔助切割氣體將汽化的金屬吹走；

所述CCD接收從45°反射鏡反射的光，CCD用以在激光光斑位置調(diào)整時(shí)觀察光斑聚焦情況，同時(shí)在加工過程中隨時(shí)查看加工情況，并對加工過程全程錄像；

所述微加工設(shè)備還包括控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)包括用于控制兩個(gè)加工工位上的直線軸、旋轉(zhuǎn)軸和Z軸模塊的運(yùn)動(dòng)控制單元，以及用于控制激光發(fā)生器的激光控制單元；所述控制系統(tǒng)與直線軸、旋轉(zhuǎn)軸、Z軸模塊、激光發(fā)生器、CCD連接。

2.如權(quán)利要求1所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述微加工設(shè)備包括若干方鋼管支撐腿、與支撐腿下端連接的調(diào)整墊腳。

3.如權(quán)利要求1所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述水平工作臺(tái)為天然花崗巖材質(zhì)，將兩個(gè)加工工位的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別安裝在水平工作臺(tái)的基準(zhǔn)上；該二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)集管材裝夾與材料處理于一體，采用高分辨率光柵尺和高精度編碼器位置反饋實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制；立柱為天然花崗巖材質(zhì)，所述兩個(gè)Z軸模塊分別安裝在立柱的基準(zhǔn)上。

4.如權(quán)利要求1所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，所述控制系統(tǒng)控制集成于一體，或者包括兩個(gè)子控制系統(tǒng)，分別控制兩個(gè)加工工位上的直線軸、旋轉(zhuǎn)軸、Z軸模塊、激光發(fā)生器。

5.如權(quán)利要求1至4之一所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述控制系統(tǒng)安裝于PC機(jī)中或安裝于手持移動(dòng)終端中，PC機(jī)或手持移動(dòng)終端通過控制線纜與直線軸、旋轉(zhuǎn)軸、Z軸模塊、激光發(fā)生器、CCD連接。

6.如權(quán)利要求1至4之一所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述活塞包括活塞套、活塞內(nèi)套，活塞套、活塞內(nèi)套設(shè)有0形密封圈密封。

7.如權(quán)利要求1至4之一所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述端蓋與外蓋之間設(shè)有端內(nèi)蓋；所述旋轉(zhuǎn)軸裝置包括底座，所述外殼設(shè)置于該底座上。

8.如權(quán)利要求1至4之一所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述拉桿為中空無縫管。

9.如權(quán)利要求1至4之一所述的雙工位懸臂式薄壁管材的激光微加工設(shè)備，其特征在于，所述拉桿的一端設(shè)有拉桿旋鈕，可手動(dòng)旋轉(zhuǎn)拉桿。