[發(fā)明專利]基于3D和激光距離傳感器高精度曲面激光加工系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111243486.8
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113814555A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帆;王浩然;徐聰;銀愷
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

本發(fā)明提供了一種基于3D和激光距離傳感器高精度曲面激光加工系統(tǒng)，包括：激光光源、振鏡、激光加工頭、載物機(jī)構(gòu)、3D掃描儀和激光距離傳感器；激光光源發(fā)射的激光經(jīng)過振鏡進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的激光會傳輸至激光加工頭，激光加工頭的上部接收激光，激光加工頭的下部發(fā)射用于加工曲面的激光，載物機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動平臺和載物臺，載物臺安裝在運(yùn)動平臺上，載物臺設(shè)置在激光加工頭的下方；3D掃描儀設(shè)置在激光加工頭旁；激光距離傳感器的兩個(gè)探頭分別設(shè)置在激光加工頭的兩側(cè)。本發(fā)明通過3D掃描儀與載物機(jī)構(gòu)的六軸運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行光束初調(diào)整，通過激光距離傳感器與振鏡進(jìn)行精確調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)快速且精確曲面加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及曲面激光加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于3D和激光距離傳感器高精度曲面激光加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性，對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術(shù)；隨時(shí)代發(fā)展簡單的平面激光加工無法滿足生產(chǎn)需求，激光的曲面加工技術(shù)給激光加工帶來更多的可能性，但現(xiàn)有的曲面激光加工技術(shù)都需要先輸入曲面模型，然后激光器根據(jù)輸入的模型調(diào)整激光在不同位置的焦距，達(dá)到加工曲面的功能，加工時(shí)間長、加工效率較低，若不進(jìn)行前期的精確掃描建模則無法獲得較高的加工精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種，其目的是為了解決現(xiàn)有曲面激光加工設(shè)備加工時(shí)間長效率低或加工精度不夠的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于3D和激光距離傳感器高精度曲面激光加工系統(tǒng)，包括：

激光光源、振鏡、激光加工頭、載物機(jī)構(gòu)、3D掃描儀和激光距離傳感器；所述激光光源發(fā)射的激光經(jīng)過所述振鏡進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的激光會傳輸至所述激光加工頭，所述激光加工頭的上部接收激光，所述激光加工頭的下部發(fā)射用于加工曲面的激光，所述載物機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動平臺和載物臺，所述載物臺安裝在所述運(yùn)動平臺上，所述載物臺設(shè)置在所述激光加工頭的下方；所述3D掃描儀設(shè)置在所述激光加工頭旁；所述激光距離傳感器的兩個(gè)探頭分別設(shè)置在所述激光加工頭的兩側(cè)。

其中，所述振鏡與激光加工頭之間設(shè)置有非線性晶體，所述非線性晶體通過第一安裝架設(shè)置在所述振鏡與激光加工頭間的激光光路上。

其中，所述非線性晶體為BBO晶體。

其中，所述振鏡與激光加工頭之間設(shè)置有濾波片，所述濾波片通過第二安裝架設(shè)置在所述振鏡與激光加工頭間的激光光路上。

其中，所述振鏡與激光加工頭之間設(shè)置有二向色鏡。

其中，所述二向色鏡通過第三安裝架設(shè)置在所述振鏡與激光加工頭間的激光光路上，所述第三安裝架上設(shè)置有監(jiān)測鏡頭，所述二向色鏡的透射端向上設(shè)置，所述二向色鏡的反射端朝向所述激光加工頭設(shè)置。

其中，所述運(yùn)動平臺設(shè)置有X向運(yùn)動滑臺，所述X向運(yùn)動滑臺上設(shè)置有Y向運(yùn)動滑臺，所述Y向運(yùn)動滑臺上設(shè)置有Z向運(yùn)動滑臺，所述Z向運(yùn)動滑臺上設(shè)置有TX角位移臺，所述TX角位移臺上設(shè)置有TY角位移臺，所述TY角位移臺上設(shè)置有TZ角位移臺，所述載物臺平行于水平面設(shè)置在所述TZ角位移臺上。

本發(fā)明的上述方案有如下的有益效果：

本發(fā)明的上述實(shí)施例所述的基于3D和激光距離傳感器高精度曲面激光加工系統(tǒng)設(shè)置有激光光源、振鏡、激光加工頭、載物機(jī)構(gòu)、3D掃描儀和激光距離傳感器；曲面工件設(shè)置載物機(jī)構(gòu)上時(shí)，會先通過3D掃描儀快速掃描初步獲得曲面工件的整體位置信息，隨著載物機(jī)構(gòu)對曲面工件位置初調(diào)節(jié)至激光加工頭下方時(shí)，所述激光距離傳感器會精確檢測曲面工件當(dāng)前加工處的位置信息，此時(shí)激光光源發(fā)射激光光束，光束通過振鏡時(shí)，振鏡會根據(jù)激光距離傳感器獲得的加工處的位置信息精確調(diào)整通往激光加工頭的光束焦點(diǎn)配合載物機(jī)構(gòu)的初調(diào)節(jié)以適應(yīng)曲面工件當(dāng)前加工處的位置；本發(fā)明通過3D掃描儀與載物機(jī)構(gòu)的六軸運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行光束初調(diào)整，通過激光距離傳感器與振鏡進(jìn)行精確調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)快速且精確曲面加工。

附圖說明