一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光加工领域，具体涉及一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床。
【背景技术】
[0002]激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。激光加工作为激光系统最常用的应用，主要技术包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。激光加工机床就是利用激光加工技术改造传统制造业的关键技术设备之一，但是现有的激光加工机床一般都无法实现对曲面工件的加工。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床；该激光加工机床可以实现对不同曲率跨尺寸曲面工件的激光加工，加工焦距动态调整，加工位置自由移动，可以获得最佳的加工质量。
[0004]本实用新型是通过如下技术方案实现的:
[0005]一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床，包括工作平台、激光输出机构和工件装夹机构；激光输出机构和工件装夹机构均安装在工作平台上；
[0006]所述工件装夹机构包括X-Y轴移动平台、盒形支撑架、支架平板、左夹具组件、右夹具组件、支撑三脚架、第二气缸、第二电机和第三电机；
[0007]X-Y轴移动平台设置在工作平台上；盒形支撑架通过四根立柱与X-Y轴移动平台配合安装；第二电机和第三电机设置在盒形支撑架内部；
[0008]支架平板安装在盒形支撑架上；左夹具组件和右夹具组件相对的安装在支架平板的左右两侧；支撑三脚架安装在第二气缸的活塞杆上，并位于左夹具组件和右夹具组件之间；第二气缸安装在支架平板上；
[0009]所述左夹具组件由丝杠组件、导柱、底板、上板、夹盘、第一电机组成，所述右夹具组件由丝杠组件、导柱、底板、上板、夹盘、第一气缸组成；第二电机和第三电机分别与左右两侧的丝杠组件相连，用于通过丝杠组件带动左夹具组件和右夹具组件上下移动。
[0010]优选的，所述激光输出机构包括激光振镜、激光头罩、激光头支架和固定板，激光头支架通过固定板安装在工作平台上，激光头罩设置在激光头支架的顶端，并延伸至待加工工件上方；激光振镜安装在激光头罩上；激光束经激光振镜输出，输出激光的光路中心与第二气缸的安装定位中心重合。
[0011]本实用新型的有益效果在于:
[0012]1、本实用新型中激光加工机床的加工平台，由多种运动结构构成，左右丝杠组件驱动夹具做升降运动，第一电机、夹盘、第一气缸实现工件夹紧与旋转，支撑三脚架的滚轮与工件保持接触，起到支撑作用，X-Y轴移动平台实现激光对工件不同位置的加工。
[0013]2、本实用新型通过对工件进行升降、旋转、微调等动作，实现被加工区域在激光加工焦距内近似于平面，加工平台之间的协调配合可以实现对不同曲率跨尺寸曲面工件的激光加工，从而保证可以获得最佳的加工质量。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型所述加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床的结构图；
[0015]图2为加工平台的结构图；
[0016]图3为激光系统的结构图；
[0017]图中各标号的含义为:
[0018]侧封板1、X-Y轴移动平台2、盒形支撑架3、支架平板4、导柱5、底板6、上板7、丝杠组件8、第一气缸9、夹盘10、激光振镜11、激光头罩12、第一电机13、支撑三脚架14、第二气缸15、六角孔封板16、激光头支架17、固定板18、工作台19、门20、有机玻璃21、门把手22、工作台支脚23。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0020]如图1-3所示，本实用新型提供了一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床，包括工作平台、激光输出机构和工件装夹机构；激光输出机构和工件装夹机构均安装在工作平台上；
[0021]所述工作平台包括侧封板1、工作台19、门20、有机玻璃21、门把手22和工作台支脚23，多个工作台支脚23设置在工作台19的下底面，将工作台19支撑起来；工作台19的左右两侧设置有两个侧封板1，前面设置有两扇相同的门20。
[0022]激光振镜11、激光头罩12、激光头支架17、固定板18组成激光输出机构，其整体安装在工作台19上，输出激光的光路中心与第二气缸15安装定位中心重合。
[0023]工件装夹机构包括X-Y轴移动平台2、盒形支撑架3、支架平板4、导柱5、底板6、上板7、丝杠组件8、第一气缸9、夹盘10、第一电机13、支撑三脚架14、第二气缸15、六角孔封板16、第二电机和第三电机；
[0024]X-Y轴移动平台2设置在工作台19上；盒形支撑架3通过四根立柱与X_Y轴移动平台2配合安装；盒形支撑架3前后设置了相同的六角孔封板16，将第二电机和第三电机封闭在其内部。
[0025]支架平板4安装在盒形支撑架3上；支架平板4的左右侧相对的安装有一左夹具组件和一右夹具组件；左夹具组件与右夹具组件之间安装有支撑三脚架14，支撑三脚架14安装在第二气缸15的活塞杆上，第二气缸15安装在支架平板4上。
[0026]所述左夹具组件由丝杠组件8、导柱5、底板6、上板7、夹盘10、第一电机13组成，所述右夹具组件由丝杠组件8、导柱5、底板6、上板7、夹盘10、第一气缸9组成。
[0027]第二电机和第三电机分别与左右两侧的丝杠组件8相连，用于通过丝杠组件8带动左右两侧的左夹具组件与右夹具组件上下移动。
[0028]上述激光加工机床的工作原理和过程为:
[0029]首先，将规则或者不规则曲面工件放置在支撑三脚架14的滚轮上，第二电机和第三电机旋转带动左右两侧的左夹具组件与右夹具组件同时下移至工件水平位置；在第一气缸9的驱动下，右侧的夹盘10向左运动，接触工件右侧部分后继续向左运动，直至工件左侧接触左侧的夹盘10，并夹紧。
[0030]对于规则曲面，比如球面、柱面，在激光加工调整焦距时，左右两侧夹盘10保持同样的升降位移，同时支撑三脚架14在第二气缸15的作用下，滚轮与工件底部保持接触，起到支撑作用。第一电机13驱动夹盘10旋转，继而带动工件旋转，对工件表面旋转一周加工。
[0031]对于非规则曲面，比如锥面、自由曲面、不规则旋转体曲面，在激光加工调整焦距时，左右两侧夹盘10先保持同样高度，接着左侧的夹盘10不动，依据曲面局部轮廓曲率变化，调整右侧的夹盘10的相对高度，让工件被加工区域近似于平面。支撑三脚架14在第二气缸15作用下，滚轮与工件底部保持接触，起到支撑作用。第一电机13驱动夹盘10旋转，继而带动工件旋转，对工件表面旋转一周加工。
[0032]对工件其他位置进行加工可以通过X-Y轴移动平台2，沿X、Y方向做插补运动来实现。
[0033]本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。
【主权项】
1.一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床，其特征在于，包括工作平台、激光输出机构和工件装夹机构；激光输出机构和工件装夹机构均安装在工作平台上； 所述工件装夹机构包括X-Y轴移动平台(2)、盒形支撑架(3)、支架平板(4)、左夹具组件、右夹具组件、支撑三脚架(14)、第二气缸(15)、第二电机和第三电机； X-Y轴移动平台(2)设置在工作平台上；盒形支撑架(3)通过四根立柱与X-Y轴移动平台(2)配合安装；第二电机和第三电机设置在盒形支撑架(3)内部； 支架平板(4)安装在盒形支撑架(3)上；左夹具组件和右夹具组件相对的安装在支架平板(4)的左右两侧；支撑三脚架(14)安装在第二气缸(15)的活塞杆上，并位于左夹具组件和右夹具组件之间；第二气缸(15)安装在支架平板(4)上； 所述左夹具组件由丝杠组件(8)、导柱(5)、底板(6)、上板(7)、夹盘(10)、第一电机(13)组成，所述右夹具组件由丝杠组件(8)、导柱(5)、底板(6)、上板(7)、夹盘(10)、第一气缸(9)组成；第二电机和第三电机分别与左右两侧的丝杠组件(8)相连，用于通过丝杠组件(8)带动左夹具组件和右夹具组件上下移动。
2.根据权利要求1所述的加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床，其特征在于，所述激光输出机构包括激光振镜(11)、激光头罩(12)、激光头支架(17)和固定板(18)，激光头支架(17)通过固定板(18)安装在工作平台上，激光头罩(12)设置在激光头支架(17)的顶端，并延伸至待加工工件上方；激光振镜(11)安装在激光头罩(12)上；激光束经激光振镜(11)输出，输出激光的光路中心与第二气缸(15)的安装定位中心重合。
【专利摘要】本实用新型提供了一种加工规则与非规则曲面工件的激光加工机床，包括工作平台、激光输出机构和工件装夹机构；激光输出机构和工件装夹机构均安装在工作平台上；所述工件装夹机构包括X-Y轴移动平台、盒形支撑架、支架平板、导柱、底板、上板、丝杠组件、第一气缸、左右两个夹盘、第一电机、支撑三脚架、第二气缸、第二电机和第三电机；X-Y轴移动平台设置在工作平台上；盒形支撑架通过四根立柱与X-Y轴移动平台配合安装；第二电机和第三电机设置在盒形支撑架内部。该激光加工机床可以实现对不同曲率跨尺寸曲面工件的激光加工，加工焦距动态调整，加工位置自由移动，可以获得最佳的加工质量。
【IPC分类】B23K26-70, B23K26-00, B23K26-08
【公开号】CN204470799
【申请号】CN201520173371
【发明人】魏鑫磊, 曹宇, 李春林, 薛伟, 李峰平, 冯爱新, 张健
【申请人】温州大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月21日