[發明專利]高精度柔性激光加工系統

有效

• 申請號: 201710049529.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106624350B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 吳國慶;韓洪松;朱維南;張旭東;宋晨光;霍偉
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 錢靚

1.一種高精度柔性激光加工系統，包括激光系統、機械運動成形系統、激光頭庫系統、控制系統、輔助系統；所述激光系統為激光加工提供光源，所述激光系統由激光器和激光頭組成，激光器產生的激光通過光纖傳導到激光頭中；所述機械運動成形系統為激光加工提供所需的表面成形運動，所述機械運動成形系統由機器人、直線導軌滑臺、工作臺、主軸箱和尾座、數控分度盤組成，所述機器人安裝在直線導軌滑臺上，工作臺設置在直線導軌滑臺旁邊，主軸箱和尾座安裝在工作臺上，激光頭以及相關的輔助設備安裝在機器人手臂末端；激光頭庫系統包括換頭機械手，激光頭類型識別傳感器，激光頭庫，激光頭放置傳送鏈；輔助系統包括送粉機、弧焊電源、送絲機；控制系統包括主控制器、機器人控制器、直線導軌滑臺控制器，主控制器連接著機器人控制器、直線導軌滑臺控制器、送粉機控制器、弧焊電源控制器、激光器控制器，控制系統存儲有激光加工工藝的數據庫；激光頭通過快速換接器安裝在機械運動成形系統中的機器人手臂上，快速換接器可以實現激光頭的快速換接，從而使該高精度柔性激光加工系統實現功能的快速切換，快速換接器上有氣動夾具, 所述激光器有連續激光器和脈沖激光器兩種，激光器中配套設有水冷系統, 激光頭有熔覆激光頭、焊接激光頭、淬火激光頭、切割激光頭、微造型激光頭、清洗激光頭、復合焊激光頭7種激光頭，控制系統存儲有激光熔覆、激光焊接、激光淬火、激光切割、激光微造型、激光清洗、激光復合焊這7種激光加工工藝的數據庫, 激光頭放置的激光頭庫中，具有自動選擇激光頭和換接激光頭的功能，激光頭庫中的激光頭放在傳送鏈上，傳送鏈上有放置激光頭的對應位置，且位置上安裝有識別定位標簽，每個激光頭也都有一個識別定位標簽，激光頭上的識別定位標簽與傳送鏈上激光頭放置位置上的標簽相關連，激光頭庫上安裝有專用換激光頭的機械手, 機械運動成形系統具有三種組合形式，分別為臥式形式、立式形式和數控分度盤形式，臥式形式為主軸箱和尾座對應安裝在工作臺上，工件裝夾在主軸箱和尾座的中間，這種安裝形式主要用于大型長回轉體工件的加工；立式形式主要用于直徑較大而短的回轉體零件的加工；數控分度盤形式主要用于球形工件的加工；

其中，換激光頭的步驟為：加工過程中需要換激光頭時，工業機器人將手臂末端通過快速換接器夾持的激光頭移動到激光頭庫特定的換頭位置，專用換頭機械手夾持住激光頭，快速換接器松開夾持的激光頭，專用換頭機械手中安裝有傳感器，可以識別激光頭上的標簽，這時激光頭庫將放置激光頭的傳送鏈移動到特定位置，然后專用換頭機械手將激光頭放置定位在該位置上，接著，激光頭庫轉動傳動鏈使要換的激光頭移動到特定位置，換頭機械手夾持激光頭并將激光頭安裝在工業機器人的快速換接器上，到此完成整個換激光頭過程。