[發(fā)明專利]一種高效多自由度超聲振動(dòng)輔助雙面激光加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911002907.0
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110539074B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉暢;張先澤;徐煒瑋;高磊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K26/142
• 分類號: B23K26/142;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高效多自由度超聲振動(dòng)輔助雙面激光加工裝置，其特征在于：包括機(jī)架、自動(dòng)上下料裝置、雙面激光加工裝置、三自由度移動(dòng)裝置、超聲振動(dòng)輔助裝置、輔助吹氣裝置、控制器、監(jiān)測裝置，所述的機(jī)架包括第一安裝架、第一安裝板、第二安裝板、第三安裝板、第四安裝板、第五安裝板、第六安裝板，所述的第一安裝架包括方鋼、第一角鋼、第二角鋼、第三角鋼、支腳，所述的方鋼有四個(gè)，方鋼通過螺栓連接在一起，所述的第一角鋼有四個(gè)，第一角鋼的下端通過螺栓安裝在方鋼上，所述的第二角鋼有四個(gè)，第二角鋼的上端通過螺栓安裝在方鋼上，所述的第三角鋼有兩個(gè)，第三角鋼通過螺栓安裝在兩個(gè)第一角鋼之間，所述的支腳有四個(gè)，支腳通過螺栓安裝在第二角鋼的下端，所述的第一安裝板通過螺栓安裝在兩個(gè)第三角鋼之間，所述的第二安裝板通過螺栓安裝在兩個(gè)第一角鋼之間，所述的第三安裝板通過螺栓安裝在兩個(gè)第一角鋼之間，所述的第四安裝板通過螺栓安裝在兩個(gè)方鋼之間，所述的第五安裝板通過螺栓安裝在兩個(gè)第一角鋼之間，所述的第六安裝板通過螺栓安裝在兩個(gè)第一角鋼之間，所述的自動(dòng)上下料裝置安裝在機(jī)架上，所述的雙面激光加工裝置安裝在機(jī)架上，所述的三自由度移動(dòng)裝置安裝在第四安裝板上，所述的超聲振動(dòng)輔助裝置安裝在三自由度移動(dòng)裝置上，所述的輔助吹氣裝置安裝在超聲振動(dòng)輔助裝置上，所述的控制器通過螺栓安裝在第二安裝板上，所述的監(jiān)測裝置安裝在機(jī)架上，監(jiān)測裝置包括第一高速攝像機(jī)、第二高速攝像機(jī)，所述的第一高速攝像機(jī)安裝在第五安裝板上，所述的第二高速攝像機(jī)安裝在第六安裝板上；

所述的自動(dòng)上下料裝置包括第一工件輸送機(jī)構(gòu)、第二工件輸送機(jī)構(gòu)，所述的第一工件輸送機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，第一工件輸送機(jī)構(gòu)安裝在第二安裝板上，第一工件輸送機(jī)構(gòu)包括第一液壓缸、第七安裝板、第一導(dǎo)軌、第八安裝板、第二液壓缸、第二安裝架、工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的第一液壓缸包括第一液壓缸體、第一活塞桿，所述的第一液壓缸體通過螺栓安裝在第二安裝板上，所述的第一活塞桿安裝在第一液壓缸體上，第一活塞桿與第一液壓缸體形成移動(dòng)副，所述的第七安裝板通過螺栓安裝在第一活塞桿的下端，所述的第一導(dǎo)軌有兩個(gè)，第一導(dǎo)軌通過螺栓安裝在第七安裝板上，所述的第八安裝板通過螺栓安裝在第七安裝板上，所述的第二液壓缸包括第二液壓缸體、第二活塞桿，所述的第二液壓缸體通過螺栓安裝在第八安裝板上，所述的第二活塞桿安裝在第二液壓缸體上，第二活塞桿與第二液壓缸體形成移動(dòng)副，所述的第二安裝架安裝在第一導(dǎo)軌上，第二安裝架與第一導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)、第一齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工件吸附機(jī)構(gòu)，所述的第一電機(jī)通過螺栓安裝在第二安裝架上，所述的第一齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)齒輪、第一從動(dòng)齒輪、轉(zhuǎn)軸，所述的第一主動(dòng)齒輪通過鍵安裝在第一電機(jī)的輸出軸上，所述的第一從動(dòng)齒輪通過鍵安裝在轉(zhuǎn)軸上，第一從動(dòng)齒輪與第一主動(dòng)齒輪相嚙合，所述的轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝在第二安裝架上，所述的工件吸附機(jī)構(gòu)包括第一氣泵、第一軟管、圓管、吸盤，所述的第一氣泵通過螺栓安裝在第二安裝架上，所述的第一軟管的一端安裝在第一氣泵上，第一軟管的另一端安裝在圓管上，所述的圓管通過螺栓安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述的吸盤安裝在圓管上，所述的第二工件輸送機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第二齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶輸送機(jī)構(gòu)、擋板、工件安置盒、工件，所述的第二電機(jī)通過螺栓安裝在第三安裝板上，所述的第二齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二主動(dòng)齒輪、第二從動(dòng)齒輪，所述的第二主動(dòng)齒輪通過鍵安裝在第二電機(jī)的輸出軸上，所述的帶輸送機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒、傳送帶、第一支座、第二支座，所述的主動(dòng)滾筒通過軸承安裝在兩個(gè)第一支座之間，所述的從動(dòng)滾筒通過軸承安裝在兩個(gè)第二支座之間，所述的傳送帶安裝在主動(dòng)滾筒與從動(dòng)滾筒上，所述的第一支座有兩個(gè)，第一支座通過螺栓安裝在第三安裝板上，所述的第二支座有兩個(gè)，第二支座通過螺栓安裝在第三安裝板上，所述的第二從動(dòng)齒輪通過鍵安裝在主動(dòng)滾筒上，第二從動(dòng)齒輪與第二主動(dòng)齒輪相嚙合，所述的擋板有兩個(gè)，擋板通過螺栓安裝在第三安裝板上，所述的工件安置盒有四個(gè)，工件安置盒放置在傳送帶上，所述的工件放置在工件安置盒內(nèi)；

所述的雙面激光加工裝置包括激光器、分束器、第一激光加工機(jī)構(gòu)、第二激光加工機(jī)構(gòu)，所述的激光器通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的分束器通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第一激光加工機(jī)構(gòu)包括第一反射鏡、第一光閘、第二反射鏡、第三反射鏡、第一物鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，所述的第一反射鏡通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第一光閘通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第二反射鏡通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第三反射鏡通過螺栓安裝在第六安裝板上，所述的第一物鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)安裝座、第三電機(jī)、第一絲桿、第一絲母、第一聚焦物鏡、第一T型架，所述的第一電機(jī)安裝座通過螺栓安裝在第六安裝板上，所述的第三電機(jī)通過螺栓安裝在第一電機(jī)安裝座上，所述的第一絲桿安裝在第三電機(jī)的輸出軸上，所述的第一絲母安裝在第一絲桿上，第一絲母與第一絲桿形成螺旋副，所述的第一聚焦物鏡通過螺栓安裝在第一絲母上，第一聚焦物鏡與第一T型架形成移動(dòng)副，所述的第一T型架通過螺栓安裝在第六安裝板上，所述的第二激光加工機(jī)構(gòu)包括第二光閘、第四反射鏡、第五反射鏡、第六反射鏡、第二物鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，所述的第二光閘通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第四反射鏡通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第五反射鏡通過螺栓安裝在第一安裝板上，所述的第六反射鏡通過螺栓安裝在第五安裝板上，所述的第二物鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)安裝座、第四電機(jī)、第二絲桿、第二絲母、第二聚焦物鏡、第二T型架，所述的第二電機(jī)安裝座通過螺栓安裝在第五安裝板上，所述的第四電機(jī)通過螺栓安裝在第二電機(jī)安裝座上，所述的第二絲桿安裝在第四電機(jī)的輸出軸上，所述的第二絲母安裝在第二絲桿上，第二絲母與第二絲桿形成螺旋副，所述的第二聚焦物鏡通過螺栓安裝在第二絲母上，第二聚焦物鏡與第二T型架形成移動(dòng)副，所述的第二T型架通過螺栓安裝在第五安裝板上；

所述的三自由度移動(dòng)裝置包括第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第五電機(jī)、第三絲桿、第二導(dǎo)軌、第三支座、第四支座、第一移動(dòng)平臺(tái)、第三絲母，所述的第五電機(jī)通過螺栓安裝在第四安裝板上，所述的第三絲桿安裝在第五電機(jī)的輸出軸上，所述的第二導(dǎo)軌有兩個(gè)，第二導(dǎo)軌通過螺栓安裝在第四安裝板上，所述的第三支座通過螺栓安裝在第四安裝板上，所述的第四支座通過螺栓安裝在第四安裝板上，所述的第一移動(dòng)平臺(tái)安裝在第二導(dǎo)軌上，第一移動(dòng)平臺(tái)與第二導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第三絲母通過螺栓安裝在第一移動(dòng)平臺(tái)的底部，第三絲母與第三絲桿形成螺旋副，所述的第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第九安裝板、第六電機(jī)、第四絲桿、第三導(dǎo)軌、第五支座、第六支座、第二移動(dòng)平臺(tái)、第四絲母，所述的第九安裝板通過螺栓安裝在第一移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第六電機(jī)通過螺栓安裝在第九安裝板上，所述的第四絲桿的一端安裝在第六電機(jī)的輸出軸上，第四絲桿的另一端通過軸承安裝在第五支座上，所述的第三導(dǎo)軌有兩個(gè)，第三導(dǎo)軌通過螺栓安裝在第九安裝板上，所述的第五支座通過螺栓安裝在第九安裝板上，所述的第六支座通過螺栓安裝在第九安裝板上，所述的第二移動(dòng)平臺(tái)安裝在第三導(dǎo)軌上，第二移動(dòng)平臺(tái)與第三導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第四絲母通過螺栓安裝在第二移動(dòng)平臺(tái)的底部，第四絲母與第四絲桿形成螺旋副，所述的第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第十安裝板、第七電機(jī)、第五絲桿、第四導(dǎo)軌、第七支座、第八支座、第三移動(dòng)平臺(tái)、第五絲母，所述的第十安裝板固連在第二移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第七電機(jī)安裝在第七支座上，所述的第五絲桿的一端安裝在第七電機(jī)的輸出軸上，第五絲桿的另一端通過軸承安裝在第八支座上，所述的第四導(dǎo)軌有兩個(gè)，第四導(dǎo)軌通過螺栓安裝在第十安裝板上，所述的第七支座固連在第十安裝板上，所述的第八支座固連在第二移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第三移動(dòng)平臺(tái)安裝在第四導(dǎo)軌上，第三移動(dòng)平臺(tái)與第四導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第五絲母通過螺栓安裝在第三移動(dòng)平臺(tái)的底部，第五絲母與第五絲桿形成移動(dòng)副；

所述的超聲振動(dòng)輔助裝置包括超聲波發(fā)生器、第一超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、第三超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、第十三安裝板、第六導(dǎo)軌、第三安裝架、第四安裝架、工件裝夾機(jī)構(gòu)，所述的超聲波發(fā)生器通過螺栓安裝在第二安裝板上，所述的第一超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一超聲波換能器、第一超聲波變幅桿、第九支座、第四移動(dòng)平臺(tái)、第五導(dǎo)軌、第十支座，所述的第一超聲波換能器安裝在第九支座上，所述的第一超聲波變幅桿的一端安裝在第一超聲波換能器上，第一超聲波變幅桿的另一端通過螺栓安裝在第十支座上，所述的第九支座通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述的第五導(dǎo)軌有兩個(gè)，第五導(dǎo)軌通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述的第四移動(dòng)平臺(tái)安裝在第五導(dǎo)軌上，第四移動(dòng)平臺(tái)與第五導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第十支座通過螺栓安裝在第四移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第二超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二超聲波換能器、第二超聲波變幅桿、第十一安裝板、第十二安裝板，所述的第二超聲波換能器安裝在第十一安裝板上，所述的第二超聲波變幅桿的一端安裝在第二超聲波換能器上，第二超聲波變幅桿的另一端通過螺栓安裝在第十二安裝板上，所述的第三超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三超聲波換能器、第三超聲波變幅桿、第五移動(dòng)平臺(tái)、第十一支座、第十二支座，所述的第三超聲波換能器安裝在第十二支座上，所述的第三超聲波變幅桿的一端安裝在第三超聲波換能器上，第三超聲波變幅桿的另一端安裝在第十一支座上，所述的第五移動(dòng)平臺(tái)安裝在第六導(dǎo)軌上，第五移動(dòng)平臺(tái)與第六導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第十一支座通過螺栓安裝在第五移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第十二支座通過螺栓安裝在第四移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第十三安裝板固連在第三移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第六導(dǎo)軌有兩個(gè)，第六導(dǎo)軌通過螺栓安裝在第四移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第三安裝架包括第一支架、第四角鋼、第五角鋼、第三電機(jī)安裝座、第十三支座，所述的第一支架有四個(gè)，第一支架的下端通過螺栓安裝在第五移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第四角鋼有兩個(gè)，第四角鋼通過螺栓安裝在兩個(gè)第一支架之間，所述的第五角鋼有兩個(gè)，第五角鋼通過螺栓安裝在兩個(gè)第一支架之間，所述的第三電機(jī)安裝座通過螺栓安裝在兩個(gè)第一支架之間，所述的第十三支座通過螺栓安裝在兩個(gè)第一支架之間，所述的第四安裝架包括底架、第七導(dǎo)軌、第六角鋼、第七角鋼、第八角鋼、第一滑塊、第二滑塊，所述的底架安裝在第七導(dǎo)軌上，底架與第七導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第七導(dǎo)軌有四個(gè)，第七導(dǎo)軌的一端通過螺栓安裝在第五角鋼上，第七導(dǎo)軌的另一端通過螺栓安裝在第五移動(dòng)平臺(tái)上，所述的第六角鋼有四個(gè)，第六角鋼通過螺栓安裝在底架上，所述的第七角鋼通過螺栓安裝在兩個(gè)第一滑塊之間，所述的第八角鋼通過螺栓安裝在兩個(gè)第二滑塊之間，所述的第一滑塊有兩個(gè)，第一滑塊安裝在第七導(dǎo)軌上，第一滑塊與第七導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第二滑塊有兩個(gè)，第二滑塊安裝在第七導(dǎo)軌上，第二滑塊與第七導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的工件裝夾機(jī)構(gòu)包括圓桿、第八電機(jī)、第六絲桿、夾持機(jī)構(gòu)、第二支架、第六絲母、第四滑塊、第五滑塊、第八導(dǎo)軌，所述的圓桿有四個(gè)，圓桿的一端固連在第二支架上，圓桿的另一端固連在第五滑塊上，所述的第八電機(jī)通過螺栓安裝在第三電機(jī)安裝座上，所述的第六絲桿安裝在第八電機(jī)的輸出軸上，所述的夾持機(jī)構(gòu)有八個(gè)，夾持機(jī)構(gòu)包括第三滑塊、第一夾持條、第二夾持條、旋鈕，所述的第三滑塊安裝在圓桿上，第三滑塊與圓桿形成移動(dòng)副，所述的第一夾持條通過螺栓安裝在第三滑塊上，所述的第二夾持條通過螺栓安裝在第三滑塊上，所述的旋鈕安裝在第三滑塊上，所述的第二支架有四個(gè)，第二支架固連在第六絲母上，所述的第六絲母有兩個(gè)，第六絲母安裝在第六絲桿上，第六絲母與第六絲桿形成螺旋副，所述的第四滑塊有四個(gè)，第四滑塊固連在第二支架上，第四滑塊與第八導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第五滑塊有四個(gè)，第五滑塊安裝在第八導(dǎo)軌上，第五滑塊與第八導(dǎo)軌形成移動(dòng)副，所述的第八導(dǎo)軌有四個(gè)，第八導(dǎo)軌固連在兩個(gè)第六角鋼之間；

所述的輔助吹氣裝置包括第二氣泵、第二軟管、三通閥、第一同軸吹氣機(jī)構(gòu)、第一旁軸吹氣機(jī)構(gòu)、第二同軸吹氣機(jī)構(gòu)、第二旁軸吹氣機(jī)構(gòu)、第七軟管、四通閥，所述的第二氣泵通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述的第二軟管的一端連接到第二氣泵上，第二軟管的另一端連接在四通閥上，所述的第一同軸吹氣機(jī)構(gòu)包括第三軟管、第一底座、第一伸縮桿、第二底座、第二伸縮桿、第一氣嘴，所述的第三軟管的一端連接到四通閥上，第三軟管的另一端連接到第一底座上，所述的第一底座通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述第一伸縮桿安裝在第一底座上，第一伸縮桿與第一底座形成移動(dòng)副，所述的第二底座通過螺栓安裝在第一伸縮桿上，所述的第二伸縮桿安裝在第二底座上，第二伸縮桿與第二底座形成移動(dòng)副，所述的第一氣嘴安裝在第二伸縮桿上，第一氣嘴與第二伸縮桿形成球副，所述的第一旁軸吹氣機(jī)構(gòu)包括第四軟管、第三底座、第三伸縮桿、第四底座、第四伸縮桿、第二氣嘴，所述的第四軟管的一端連接到四通閥上，第四軟管的另一端連接到第三底座上，所述的第三底座通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述第三伸縮桿安裝在第三底座上，第三伸縮桿與第三底座形成移動(dòng)副，所述的第四底座通過螺栓安裝在第三伸縮桿上，所述的第四伸縮桿安裝在第四底座上，第四伸縮桿與第四底座形成移動(dòng)副，所述的第二氣嘴安裝在第四伸縮桿上，第二氣嘴與第四伸縮桿形成球副，所述的第二同軸吹氣機(jī)構(gòu)包括第五軟管、第五底座、第五伸縮桿、第六底座、第六伸縮桿、第三氣嘴，所述的第五軟管的一端連接在三通閥上，第五軟管的另一端連接在第五底座上，所述的第五底座通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述的第五伸縮桿安裝在第五底座上，第五伸縮桿與第五底座形成移動(dòng)副，所述的第六底座通過螺栓安裝在第五伸縮桿上，所述的第六伸縮桿安裝在第六底座上，第六伸縮桿與第六底座形成移動(dòng)副，所述的第三氣嘴安裝在第六伸縮桿上，第三氣嘴與第六伸縮桿形成球副，所述的第二旁軸吹氣機(jī)構(gòu)包括第六軟管、第七底座、第七伸縮桿、第八底座、第八伸縮桿、第四氣嘴，所述的第六軟管的一端連接在三通閥上，第六軟管的另一端連接在第七底座上，所述的第七底座通過螺栓安裝在第十三安裝板上，所述的第七伸縮桿安裝在第七底座上，第七伸縮桿與第七底座形成移動(dòng)副，所述的第八底座通過螺栓安裝在第七伸縮桿上，所述的第八伸縮桿安裝在第八底座上，第八伸縮桿與第八底座形成移動(dòng)副，所述的第四氣嘴安裝在第八伸縮桿上，第四氣嘴與第八伸縮桿形成球副，所述的第七軟管的一端連接在四通閥上，第七軟管的另一端連接在三通閥上，所述的四通閥通過螺栓安裝在第十三安裝板上。