一种去除铝合金表面氧化层的激光加工装置及加工方法与流程

本申请涉及加工铝合金，具体涉及一种去除铝合金表面氧化层的激光加工装置及加工方法。

背景技术：

1、铝合金因其质轻、热导率高、耐腐蚀优点，广泛应用于制造业。由于铝元素比较活泼，铝合金在前期制备过程中，表面会形成一层非致密性的氧化物，即氧化层。氧化层会吸附环境中的污垢和水分，影响铝合金的强度和耐蚀性，降低铝合金制品零部件的使用寿命，造成安全隐患，因此去除铝合金制造过程中产生的氧化层尤为重要。

2、现有技术中，依靠人工使用打磨设备手动对工件表面进行打磨处理依旧为主流处理方式，采用人工处理的方法具有成本高，人工工作强度大，产生粉尘污染，噪声污染，复杂机构元件加工难度大的缺点，为规避以上人工处理表面的缺点，衍生出了钢丸冲击去除表面氧化层(cn202210698886.6)与清洗剂去除表面氧化层(cn201610850603.x)的方法。其中钢丸去除表面氧化层的方法会在表面生成钢丸层，在铝合金表面引入新的杂质层，依旧需要人工对表面进行处理，清洗剂去除表面氧化层使用酸性与碱性溶液，这一酸性或碱性溶液虽然除去了表面氧化层，但是会损伤铝合金工件，难以控制酸性或碱性溶液对铝合金的腐蚀行为，且化学剂通常伴随有毒有害物质，对人体和环境造成损害。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种去除铝合金表面氧化层的激光加工装置及加工方法。

2、第一方面，本申请提出一种去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，包括：

3、加工平台，所述加工平台用于固定待加工的铝合金工件，所述铝合金工件表面具有氧化层；所述铝合金工件表面具有多个待加工点；

4、激光加工机构，所述激光加工机构至少包括：

5、支柱，所述支柱设于所述加工平台一侧；

6、激光安装板，所述激光安装板设于所述铝合金工件上方，所述激光安装板靠近所述加工平台侧的背板面上设有可在所述背板面范围内移动的激光发射器，所述激光发射器用于向所述铝合金工件表面的各所述待加工点上发射激光束；

7、检测机构，所述检测机构用于预测各所述待加工点所在的所述铝合金工件表面的切面的倾斜度；

8、驱动机构，所述驱动机构至少包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述激光安装板绕第一转动轴转动，所述第二驱动组件用于驱动所述激光安装板绕第二转动轴转动；所述第一转动轴的轴线方向为第一方向，所述第二转动轴的轴线方向为第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。

9、根据本申请实施例提供的技术方案，所述支柱至少包括：

10、支柱底座；

11、支柱本体，所述支柱本体靠近所述加工平台侧与所述支柱底座铰接，铰接轴为所述第二转动轴；所述支柱底座靠近所述支柱本体侧具有第一斜面，所述第一斜面与所述支柱本体靠近所述支柱底座的面之间形成避让空间，所述避让空间用于设置所述第二驱动机构。

12、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二驱动机构至少包括：

13、弹性元件，所述弹性元件设于所述避让空间内，所述弹性元件的两端分别抵接在所述支柱底座和所述支柱本体上；

14、升降元件，所述升降元件设于所述避让空间内的所述弹性元件远离所述第二转动轴侧，所述升降元件的输出端与所述支柱本体连接，用于升降所述支柱本体远离所述第二转动轴一侧，以使所述支柱本体绕所述第二转动轴转动。

15、根据本申请实施例提供的技术方案，所述激光安装板的所述背板面上设有第三驱动组件和第四驱动组件，所述第三驱动组件用于驱动所述激光发射器沿所述第一方向移动，所述第四驱动组件用于驱动所述激光发射器沿所述第二方向移动。

16、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第四驱动组件包括：

17、滑座，所述滑座沿所述激光安装板的宽度方向设置在所述背板面上；所述滑座内具有滑槽；

18、第一滑动组件，所述第一滑动组件设于所述滑槽内，所述第一滑动组件包括延伸方向为所述激光安装板宽度方向的第一丝杆，和可在所述第一丝杆上滑动的第一滑块，所述第一滑块上设有所述激光发射器。

19、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第三驱动组件包括第二丝杆，所述第二丝杆的延伸方向与所述滑座垂直，所述滑座可沿着所述第二丝杆滑动。

20、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一滑块上设有距离传感器，所述距离传感器至少用于测量所述第一滑块至所述铝合金工件的垂直距离。

21、根据本申请实施例提供的技术方案，所述激光安装板上设有至少两个编码器，两个所述编码器用于编码所述激光发射器在所述第一方向和所述第二方向的位置坐标。

22、根据本申请实施例提供的技术方案，所述加工平台上、在所述铝合金工件外周设有防护罩，所述防护罩内壁上均匀设置有若干个气喷元件，各所述气喷元件的气喷头均指向所述铝合金工件。

23、第二方面，本申请提出一种去除铝合金表面氧化层的激光加工方法，采用上述所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置完成，包括以下步骤：

24、s1、获取任意一个所述待加工点对应的第一参照点和第二参照点，并得到所述第一参照点对应的第一垂直距离、所述第二参照点对应的第二垂直距离、以及所述第一参照点和所述第二参照点之间的设定步长；基于所述第一垂直距离、第二垂直距离和所述设定步长，预测所述待加工点所在的所述铝合金工件表面的切面的倾斜度；

25、s2、调取第一转动数据库，得到与所述倾斜度对应的第一转动角度和/或第二转动角度；根据所述第一转动角度和/或第二转动角度，驱动所述激光安装板绕所述第一转动轴和/或第二转动轴转动，以使所述激光束垂直于所述待加工点所在的所述铝合金工件表面的切面。

26、本申请与现有技术相比，有益效果在于：本申请可以通过检测机构预测各所述待加工点所在的所述铝合金工件表面的切面的倾斜度，并根据倾斜度控制第一驱动组件和/或第二驱动组件驱动激光安装板带动激光发射器在不同方向摆动，使得激光发射器发射的激光束始终与铝合金工件表面保持垂直，该方案不仅提供了一种可方便快捷地去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，还可以控制激光发射器的激光束射向工件表面的角度，使得激光束始终保持与工件表面垂直的状态，以提升激光束射击工件表面的均匀性，提升加工精度。

技术特征：

1.一种去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述支柱(2)至少包括：

3.根据权利要求2所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述第二驱动机构至少包括：

4.根据权利要求1所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述激光安装板(1)的所述背板面上设有第三驱动组件和第四驱动组件，所述第三驱动组件用于驱动所述激光发射器(7)沿所述第一方向移动，所述第四驱动组件用于驱动所述激光发射器(7)沿所述第二方向移动。

5.根据权利要求4所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述第四驱动组件包括：

6.根据权利要求5所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述第三驱动组件包括第二丝杆(51)，所述第二丝杆(51)的延伸方向与所述滑座(66)垂直，所述滑座(66)可沿着所述第二丝杆(51)滑动。

7.根据权利要求5所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述第一滑块(62)上设有距离传感器(63)，所述距离传感器(63)至少用于测量所述第一滑块(62)至所述铝合金工件(4)的垂直距离。

8.根据权利要求1所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述激光安装板(1)上设有至少两个编码器，两个所述编码器用于编码所述激光发射器(7)在所述第一方向和所述第二方向的位置坐标。

9.根据权利要求1所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置，其特征在于：所述加工平台上、在所述铝合金工件(4)外周设有防护罩，所述防护罩内壁上均匀设置有若干个气喷元件，各所述气喷元件的气喷头均指向所述铝合金工件(4)。

10.一种去除铝合金表面氧化层的激光加工方法，采用如权利要求1-9任意一项所述的去除铝合金表面氧化层的激光加工装置完成，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本申请提供一种去除铝合金表面氧化层的激光加工装置及加工方法，该加工装置包括加工平台，用于固定铝合金工件，激光加工机构包括支柱，激光安装板设于铝合金工件上方，其靠近加工平台侧的背板面上设有可移动的激光发射器，检测机构用于预测各待加工点所在的铝合金工件表面的切面的倾斜度。驱动机构至少包括第一驱动组件和第二驱动组件，第一驱动组件用于驱动激光安装板绕第一转动轴转动，第二驱动组件用于驱动激光安装板绕第二转动轴转动，驱动机构用以使激光束始终垂直于各待加工点所在的铝合金工件表面的切面，该方案实现在激光加工铝合金元件的过程中，激光始终垂直射向工件表面，以提升光线射击表面的均匀性，提升加工精度。

技术研发人员：类衍明,周巨龙,刘国涛,马谦,贾洪宾,张鹤松,苏子腾,顾承昊,王立达,陈海滨,朱震宇,王建超
受保护的技术使用者：廊坊市北方天宇机电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17