一种加工螺线轨迹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，具体涉及一种加工螺线轨迹的激光加工机床。
【背景技术】
[0002]阿基米德螺线在机械制造业中有着广泛的应用，其极坐标方程为P = a Θ (a为系数，Θ为极角，P为极径)。在工业生产中，这种曲线的数控加工一般用多段圆弧进行拟合，在线切割机上切割，计算工作量大，且存在拟合误差，线切割效率非常低。
[0003]同时，市场上出现的常用激光加工系统的种类很多，但是它的原理不外乎是利用工件运动或者激光束运动来实现加工。利用工件运动的激光加工系统，它的激光束一般是固定不变的，依靠工作台的运动来实现对工件的加工。由于工作台速度的限制，这种激光加工系统的效率相对较低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种加工螺线轨迹的激光加工机床；该激光加工工作台采用激光束与工件协同插补运动，进而在工件上加工出螺线轨迹，加工效率显著提高。
[0005]本实用新型是通过如下技术方案实现的:
[0006]一种加工螺线轨迹的激光加工机床，包括工作台，以及安装在工作台上的旋转工件台、激光光路系统和加工头平移系统；
[0007]所述激光光路系统包括激光入射口、第一 45度反射镜、第二 45度反射镜、聚焦透镜和移动板，第一 45度反射镜和第二 45度反射镜均通过升降支架安装在移动板的上端，聚焦透镜通过透镜安装座固定安装在移动板的下端；所述升降支架由电动模组驱动做竖直上下运动；
[0008]外部激光器发出的激光束经激光入射口水平入射到第一 45度反射镜，经第一 45度反射镜反射后，光束水平入射到第二 45度反射镜，经第二 45度反射镜的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透镜，经聚焦透镜聚焦后输出到放置在旋转工件台上的待加工工件表面，所述旋转工件台由第二电机组件驱动，可绕其自身轴线旋转；
[0009]所述加工头平移系统包括两块侧立板、后立板、滑板和第一电机组件，两块侧立板分别固定安装在工作台的左右两侧，激光入射口设置在左侧的侧立板上；后立板固定在两块侧立板之间，后立板上安装有水平布置的直线导轨，滑板固定安装在移动板上，滑板上安装有与直线导轨配合的滑块；第一电机组件与移动板相连，用于驱动移动板沿着直线导轨水平移动。
[0010]本实用新型所述的激光加工工作台在对工件进行加工时，第一电机组件采用直线运动步进电机，实现螺线轨迹参数P的变化，第二电机组件采用旋转运动步进电机，实现螺线轨迹参数Θ的变化，电动模组控制激光头升降运动，实现快速对焦。其中激光光路系统的外光路部分主要采用的是飞行光路系统，其优势在于对工件进行实时的可靠的动态加工，可显著提高加工效率。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型所述激光加工机床的结构图；
[0012]图2为第一电机组件的结构图；
[0013]图中各标号的含义如下:
[0014]工作台1、侧立板2、后立板3、升降支架4、滑板5、旋转工件台6、电动模组7、第二45度反射镜8、第一电机组件9、激光入射口 10、移动板11、第二电机组件12、电机91、电机支架92、联轴器93、轴承支座组件94、滚珠丝杠95、丝杠头96、丝杠头连接件97。
【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]如图1-2所示，本实用新型提供了一种加工螺线轨迹的激光加工机床，包括工作台1，以及安装在工作台I上的旋转工件台6、激光光路系统和加工头平移系统。
[0017]所述激光光路系统包括激光入射口 10、第一 45度反射镜、第二 45度反射镜8、聚焦透镜和移动板11，第一 45度反射镜和第二 45度反射镜8均通过升降支架4安装在移动板11的上端，聚焦透镜通过透镜安装座固定安装在移动板11的下端；所述升降支架4由电动模组7驱动做竖直上下运动；
[0018]外部激光器发出的激光束经激光入射口 10水平入射到第一 45度反射镜，经第一45度反射镜反射后，光束水平入射到第二 45度反射镜8，经第二 45度反射镜8的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透镜，经聚焦透镜聚焦后输出到放置在旋转工件台6上的待加工工件表面，所述旋转工件台6由第二电机组件驱动，可绕其自身轴线旋转。
[0019]所述加工头平移系统包括两块侧立板2、后立板3、滑板5和第一电机组件9，两块侧立板2分别固定安装在工作台I的左右两侧，激光入射口 10设置在左侧的侧立板2上。后立板3固定在两块侧立板2之间，后立板3上安装有水平布置的直线导轨，滑板5固定安装在移动板11上，滑板5上安装有与直线导轨配合的滑块；第一电机组件9与移动板11相连，用于驱动移动板11沿着直线导轨水平移动。
[0020]所述第一电机组件9包括电机91、电机支架92、联轴器93、轴承支座组件94、滚珠丝杠95、丝杠头96和丝杠头连接件97，第一电机组件9主要控制激光光路系统在直线方向运动。
[0021]上述加工螺线轨迹的激光加工机床的工作原理和过程如下:
[0022]激光束通过侧立板2上的激光入射口 10水平入射到第一 45度反射镜，经第一 45度反射镜反射后，光束水平入射到第二 45度反射镜8，经第二 45度反射镜8的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透镜，经聚焦透镜聚焦后输出到放置在旋转工件台6上的待加工工件表面；
[0023]控制第一电机组件9 (采用直线运动步进电机)，水平移动第一 45度反射镜、第二45度反射镜8和聚焦透镜，可实现螺旋轨迹参数P的变化。
[0024]控制第二电机组件12 (采用旋转运动步进电机)，旋转待加工工件，可实现螺旋轨迹参数Θ的变化。
[0025]控制电动模组7调节第一 45度反射镜与第二 45度反射镜8的高度，实现快速对焦。
[0026]本实用新型通过第一电机组件9、第二电机组件12和三个电动模组7的协调工作，可以快速的在工件表面加工出螺线轨迹。
[0027]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】
1.一种加工螺线轨迹的激光加工机床，其特征在于，包括工作台(I)，以及安装在工作台(I)上的旋转工件台(6)、激光光路系统和加工头平移系统； 所述激光光路系统包括激光入射口(10)、第一 45度反射镜、第二 45度反射镜(8)、聚焦透镜和移动板(11)，第一 45度反射镜和第二 45度反射镜(8)均通过升降支架(4)安装在移动板(11)的上端，聚焦透镜通过透镜安装座固定安装在移动板(11)的下端；所述升降支架(4)由电动模组(7)驱动做竖直上下运动； 外部激光器发出的激光束经激光入射口(10)水平入射到第一 45度反射镜，经第一 45度反射镜反射后，光束水平入射到第二 45度反射镜(8)，经第二 45度反射镜(8)的反射后，光束垂直入射到水平布置的聚焦透镜，经聚焦透镜聚焦后输出到放置在旋转工件台(6)上的待加工工件表面，所述旋转工件台￠)由第二电机组件(12)驱动，可绕其自身轴线旋转； 所述加工头平移系统包括两块侧立板(2)、后立板(3)、滑板(5)和第一电机组件(9)，两块侧立板(2)分别固定安装在工作台(I)的左右两侧，激光入射口(10)设置在左侧的侧立板(2)上；后立板(3)固定在两块侧立板(2)之间，后立板(3)上安装有水平布置的直线导轨，滑板(5)固定安装在移动板(11)上，滑板(5)上安装有与直线导轨配合的滑块；第一电机组件(9)与移动板(11)相连，用于驱动移动板(11)沿着直线导轨水平移动。
【专利摘要】本实用新型提供了一种加工螺线轨迹的激光加工机床，包括工作台，以及安装在工作台上的旋转工件台、激光光路系统和加工头平移系统；所述激光光路系统包括激光入射口、第一45度反射镜、第二45度反射镜、聚焦透镜和移动板，第一45度反射镜和第二45度反射镜均通过升降支架安装在移动板的上端，聚焦透镜通过透镜安装座固定安装在移动板的下端；所述加工头平移系统包括两块侧立板、后立板、滑板和第一电机组件，激光入射口设置在左侧的侧立板上；后立板上安装有水平布置的直线导轨，第一电机组件与移动板相连，用于驱动移动板沿着直线导轨水平移动。该激光加工工作台采用激光束与工件协同插补运动，进而在工件上加工出螺线轨迹，加工效率显著提高。
【IPC分类】B23K26-08, B23K26-046, B23K26-064
【公开号】CN204524545
【申请号】CN201520251109
【发明人】魏鑫磊, 曹宇, 李春林, 张健, 朱德华, 冯爱新
【申请人】温州大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月17日