[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

本發明公開了一種高精度柔性激光加工系統，該高精度柔性激光加工系統可以在多種工件表面上實現多達7種類型的3D激光加工，這些激光加工包括激光熔覆、激光焊接、激光淬火、激光切割、激光復合焊、激光微造型、激光清洗。該高精度柔性激光加工系統由激光系統、機械運動成形系統、激光頭頭庫系統、控制系統、輔助系統組成。該柔性激光加工系統中的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，快速換接器可以與激光頭頭庫配合使用實現激光頭的快速自動換接，從而使該高精度柔性激光加工系統實現功能的快速切換。

技術領域

本發明涉及到一種激光加工設備，具體是一種多功能激光加工系統。

背景技術

激光具有可聚焦性、高能量密度、柔性傳導特性以及可實現快速、準確加工的特點，因此激光優于傳統熱源。激光加工是一門發展迅速的高新技術，已成為發展新興產業，改造傳統制造業的關鍵技術之一。各種激光（熔覆、焊接、淬火、切割、微造型、清洗、復合焊等）系統和設備已經或正在進入各工業領域，諸如醫療器械、汽車、機械制造、鋼鐵、冶金、石油等，為傳統工業技術改造和制造業的現代化提供了先進的技術裝備。

在工業制造中一個工件往往需要多種激光加工，例如激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光淬火、激光清洗、激光微造型等，如果這些工序分步加工則需要重新定位裝夾，這樣就會產生定位誤差，如果一次裝夾進行多種類型的激光加工則可以提高制造的精度，從而改進產品的質量。對于企業的新產品研發部門，多功能的激光加工設備可以縮短新產品的研發周期，降低投入成本。高校科研院所往往要研究多種激光加工的工藝特性，現有的激光加工設備不能滿足這種需求。當前對于集成如此多功能的激光加工設備的研究較少，現有的發明專利中最多的只有集成三種激光加工的加工設備，這些加工設備不足于解決科研院所和企業所面臨的問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上的不足，提供一種高精度柔性激光加工系統，該系統可以實現一次裝夾后進行多種激光加工，避免重復裝夾所帶來的定位誤差提高零部件的加工精度。

本發明公開了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；激光頭頭庫系統包括換頭機械手，激光頭類型識別傳感器，激光頭頭庫，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，快速換接器與激光頭頭庫系統配合應用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，快速換接器上有定位裝置和夾緊裝置，定位裝置使用定位擋塊，夾緊裝置使用氣動夾具。

本發明的進一步改進在于：所述激光器有連續激光器和脈沖激光器兩種。

本發明的進一步改進在于：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。