[發明專利]一種七軸五聯動超快激光加工系統

在審

• 申請號: 201910275979.6
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109940270A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 梅雪松;王曉東;劉斌;趙文振;陶濤;李曉;謝亞杰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K26/082
• 分類號: B23K26/082
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種七軸五聯動超快激光加工系統，其特征在于，包括機床底座(4)和大理石基臺(13)；其中，

機床底座(4)上安裝有五軸運動平臺，用于實現X、Y、Z三個方向的平動和A、C兩個方向的轉動，包括安裝在機床底座(4)上的X向運動臺(10)和立柱(11)，安裝在X向運動臺(10)上的Y向運動臺(12)，以及安裝在立柱(11)上的加工頭(3)和結構光三維視覺測量裝置(5)；

大理石基臺(13)上安裝有激光光源(1)、光束傳輸系統(2)和功率實時在線檢測裝置(6)；

光束傳輸系統(2)包括第一反光鏡(22)、第二反光鏡(25)、第三反光鏡(28)、擴束鏡(21)、1/4波片(23)、光閘(24)、光學支架(26)和光學支架(27)；

立柱(11)上安裝有Z向電機(113)、Z向光柵尺(111)、Z向導軌(114)、Z向前軸承座(115)、Z向后軸承座(119)和第六反光鏡(1111)，立柱(11)通過Z向導軌上安裝的Z向滑塊(1113)、Z向螺母(1114)、Z向絲杠(112)連接Z向運動臺(1112)，通過Z向電機(113)轉動帶動Z向絲杠(112)轉動、通過絲杠螺母傳動實現Z向運動臺(1112)的上下運動，Z向運動臺(1112)上安裝著加工頭支架(116)和視覺測量裝置底座(118)，其中加工頭支架(116)用來支撐加工頭(3)，視覺測量裝置底座(118)用來支撐結構光三維視覺測量裝置(5)，Z向運動臺(1112)上下移動時通過加工頭支架(116)、視覺測量裝置底座(118)帶動加工頭(3)與結構光三維視覺測量裝置(5)上下運動；

在加工頭(3)中安裝有第四反光鏡(34)、第五反光鏡(35)、分光鏡(33)、光路指正模塊(32)和振鏡(31)，這幾個模塊按照光路傳遞方向中心對正；

機床底座(4)上安裝有X向光柵尺讀數頭(41)、X向導軌(42)、X向電機(43)、X向前軸承座(48)和X向后軸承座(45)，X向導軌(42)上安裝有X向滑塊(44)，X向前軸承座(48)和X向后軸承座(45)上安裝有X向絲杠(47)，通過X向電機(43)旋轉帶動X向絲杠(47)旋轉，帶動X向運動臺(10)沿著X向運動，X向運動臺(10)通過X向滑塊(44)的支撐和X向螺母(46)、X向導軌(47)實現與機床底座(4)的連接；

工作時，第一反光鏡(22)、第二反光鏡(25)和第三反光鏡(28)用來將激光產生的光反射到第六反光鏡(1111)，通過第六反光鏡(1111)反射到加工頭(3)；加工頭(3)中第四反光鏡(34)用于將第六反光鏡(1111)反射來的激光反射到振鏡(31)，振鏡(31)通過自身運動將光束按照設定的角度反射到分光鏡(33)，經過分光鏡(33)后的光束一部分用于加工，另一部分通過第五反光鏡(35)反射到光路指正模塊(32)中用于光路偏移校正。

2.根據權利要求1所述的一種七軸五聯動超快激光加工系統，其特征在于，還包括基臺(8)，大理石基臺(13)安裝在該基臺(8)上，機床底座(4)安裝在地面上。

3.根據權利要求1所述的一種七軸五聯動超快激光加工系統，其特征在于，第六反光鏡(1111)安裝于位于立柱(11)上的反光鏡支架(1110)上。

4.根據權利要求1所述的一種七軸五聯動超快激光加工系統，其特征在于，第六反光鏡(1111)與光束傳輸系統(2)之間安裝有通光管(9)，用于防止環境灰塵進入光束傳輸系統(2)。

5.根據權利要求1所述的一種七軸五聯動超快激光加工系統，其特征在于，振鏡(31)采用工業加工用的振鏡，運動控制平臺采用工業常見五軸運動平臺，控制系統采用西門子840Dsl數控系統，結構光三維在線檢測裝置(5)采用以工控機為計算核心的工業常用結構光三維測量裝置，功率檢測裝置(6)采用工業常用激光功率檢測裝置，光路指正裝置(32)采用工業上常用的CMOS相機。

6.根據權利要求1所述的一種七軸五聯動超快激光加工系統，其特征在于，激光光源(1)采用工業常用皮秒激光器，用來產生用于加工的激光脈沖光束，激光的脈沖寬度在皮秒的時間尺度。