[發(fā)明專利]用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810638030.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN108817489B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆蓉;彭芳瑜;杜鵬樂;曾浩浩;張明鍇;胡甜甜;汪偉;唐小衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B23C3/00
• 分類號(hào): B23C3/00;B23P25/00;B23C9/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)、圓形滑軌(31)、十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，其中：

所述內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)包括套裝在機(jī)床主軸(32)外部的大齒輪(30)及與大齒輪(30)內(nèi)嚙合的小齒輪(1)，所述機(jī)床主軸(32)的下方連接有刀具(24)，所述大齒輪(30)通過固定支板(29)固定在機(jī)床主軸(32)上，所述小齒輪(1)連接有第一伺服電機(jī)(2)，所述圓形滑軌(31)套裝在機(jī)床主軸(32)外部并安裝在大齒輪(30)上；

所述十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)位于大齒輪(30)的旁側(cè)，其與第一伺服電機(jī)(2)相連，在該第一伺服電機(jī)(2)的作用下小齒輪(1)通過與大齒輪(30)的嚙合作用做圓周運(yùn)動(dòng)，十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)隨著小齒輪(1)的運(yùn)動(dòng)在圓形滑軌(31)的導(dǎo)向下同樣做圓周運(yùn)動(dòng)，該十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)上通過安裝固定機(jī)構(gòu)安裝有準(zhǔn)直器(22)，所述安裝固定機(jī)構(gòu)包括第四伺服電機(jī)(15)以及與第四伺服電機(jī)(15)相連的第五伺服電機(jī)(19)，所述第四伺服電機(jī)(15)通過連接組件與十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)相連，所述準(zhǔn)直器(22)通過連接組件與所述第五伺服電機(jī)(19)相連。

2.如權(quán)利要求1所述的用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)包括豎直調(diào)節(jié)組件和水平調(diào)節(jié)組件，所述豎直調(diào)節(jié)組件包括第二伺服電機(jī)(3)、與第二伺服電機(jī)(3)相連的且與機(jī)床主軸(32)平行布置的第一絲杠(7)以及與第一絲杠(7)相連的第一絲杠端部(16)，所述第一絲杠端部(16)連接有主軸支撐板(27)，該主軸支撐板(27)與機(jī)床主軸(32)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述水平調(diào)節(jié)組件包括第三伺服電機(jī)(12)以及與第三伺服電機(jī)(12)相連的且與機(jī)床主軸(32)垂直布置的第二絲杠(13)，該第三伺服電機(jī)(12)安裝在支板(9)上，所述支板(9)通過第一絲杠螺母(34)與第一絲杠(7)螺紋配合。

3.如權(quán)利要求2所述的用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，用于連接第四伺服電機(jī)(15)與十字交叉滑臺(tái)機(jī)構(gòu)的連接組件包括第一電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(17)，所述第四伺服電機(jī)(15)安裝在第一電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(17)上，該第一電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(17)通過第二絲杠螺母(8)與第二絲杠(13)螺紋連接；用于連接準(zhǔn)直器(22)與第五伺服電機(jī)(19)的連接組件包括準(zhǔn)直器支撐板(20)，所述第五伺服電機(jī)(19)的主軸連接所述準(zhǔn)直器支撐板(20)，所述準(zhǔn)直器(22)通過準(zhǔn)直器安裝機(jī)構(gòu)安裝在該準(zhǔn)直器支撐板(20)上。

4.如權(quán)利要求3所述的用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述準(zhǔn)直器安裝機(jī)構(gòu)包括V型塊(21)和弧形蓋板(23)，所述V型塊(21)固定安裝在準(zhǔn)直器支撐板(20)上，準(zhǔn)直器(22)放置于V型塊(21)的V型槽中，弧形蓋板(23)位于準(zhǔn)直器(22)上，其通過緊固件緊固于V型塊(21)上，以將準(zhǔn)直器(22)壓緊在V型塊(21)上。

5.一種用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的裝置進(jìn)行，其包括如下步驟：

(1)通過第五伺服電機(jī)(19)帶動(dòng)準(zhǔn)直器在豎直面上旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)激光入射角度的調(diào)節(jié)；

(2)通過第二伺服電機(jī)(3)帶動(dòng)十字交叉滑臺(tái)水平調(diào)節(jié)組件與準(zhǔn)直器上下移動(dòng)，以改變激光入射點(diǎn)與激光光斑中心之間的距離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)激光光斑大小的調(diào)節(jié)；

(3)通過第三伺服電機(jī)(12)帶動(dòng)準(zhǔn)直器左右移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)激光光斑中心與刀具中心在刀具進(jìn)給方向上距離的調(diào)節(jié)；

(4)通過第一伺服電機(jī)(2)帶動(dòng)準(zhǔn)直器繞機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)激光光斑中心與刀具中心在垂直于刀具進(jìn)給方向上距離的調(diào)節(jié)；

(5)通過第四伺服電機(jī)(15)帶動(dòng)準(zhǔn)直器在水平面上旋轉(zhuǎn)，使得激光光斑的方向發(fā)生改變，以保證激光光斑的長軸平行于刀具路徑的切線。

6.如權(quán)利要求5所述的用于自由曲面激光輔助銑削的準(zhǔn)直器位姿調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟(1)-(5)同時(shí)進(jìn)行。