專(zhuān)利名稱(chēng)：多維激光加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光加工裝置，尤其涉及一種多維激光加工系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著加工工藝飛速發(fā)展，激光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工件的切割、打孔以及焊接領(lǐng) 域中，包括激光切割工藝、激光焊接工藝、激光標(biāo)記工藝、激光打孔工藝、激光淬火工藝、激 光噴涂工藝、激光覆融工藝、激光雕刻工藝。而在激光加工的過(guò)程中常常需要對(duì)工件的多個(gè) 不同位置進(jìn)行不同角度的激光加工，甚至需要激光加工頭在工件上行走。 但現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是激光加工裝置功能單一，無(wú)法滿足多個(gè)不同位置不同角度 對(duì)工件進(jìn)行加工，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)激光加工頭與工件的相對(duì)行走。同時(shí)，激光加工的輔助氣體通 常也只設(shè)置有單路進(jìn)氣管，要完成不同的加工工藝，需要通過(guò)更換不同的氣體氣源和激光 加工裝置，在加工時(shí)頻繁的更換氣源裝置或者是激光加工設(shè)備，工作繁瑣，而且在替換氣源 的過(guò)程中，輔助氣體容易泄露，可能造成污染和浪費(fèi)，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿足多種激光加工系統(tǒng) 集成的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多維激光加工系統(tǒng)，能夠滿足多個(gè)不同位置不同角度對(duì) 工件進(jìn)行加工，也能實(shí)現(xiàn)激光加工頭與工件的相對(duì)行走。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種多維激光加工系統(tǒng)，包括中央控制器，該中央 控制器的三維輸出端組連接有激光頭三維行走系統(tǒng)，該中央控制器的旋轉(zhuǎn)輸出端連接有夾 持系統(tǒng)，所述激光頭三維行走系統(tǒng)上安裝有激光頭，該激光頭連接在所述中央控制器的激 光控制端上，該激光頭朝向所述夾持系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于所述夾持系統(tǒng)由夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和 自適應(yīng)機(jī)構(gòu)組成； 激光頭三維行走系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了激光頭在X軸、Y軸、Z軸方向上的三維的自由行走，配 合夾持系統(tǒng)帶動(dòng)加工工件，如鋼管實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)，工件的自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了激光頭能從不同角度對(duì)工 件進(jìn)行加工。激光頭三維行走系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)配合工作，滿足了多個(gè)不同位置不同角度對(duì) 工件進(jìn)行加工的功能，也實(shí)現(xiàn)激光加工頭與工件的相對(duì)行走。 其中夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括夾持基座，該夾持基座上經(jīng)軸承安裝有第一水平轉(zhuǎn)軸， 該第一水平轉(zhuǎn)軸的一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，該第一水平轉(zhuǎn)軸的另一端安裝有活動(dòng)夾頭，該 活動(dòng)夾頭朝向所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)； 活動(dòng)夾頭用于加持工件，并帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)配合活動(dòng)夾頭，保證工件能 平穩(wěn)可靠旋轉(zhuǎn)。 所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括適應(yīng)頭基座，該適應(yīng)頭基座上經(jīng)軸承安裝有第二水平轉(zhuǎn)軸，
該第二水平轉(zhuǎn)軸上固定有自適應(yīng)頭，該自適應(yīng)頭朝向所述活動(dòng)夾頭； 根據(jù)不同的工件，設(shè)置不同的自適應(yīng)頭，可以滿足不同工件的加持需要。 所述第一水平轉(zhuǎn)軸、活動(dòng)夾頭、第二水平轉(zhuǎn)軸和自適應(yīng)頭的中軸線在同一直線a上，所述激光頭靠近并朝向該直線a。
同軸旋轉(zhuǎn)，能提高工件的穩(wěn)定性。 在所述夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)之間還安裝有支撐機(jī)構(gòu)，該支撐機(jī)構(gòu)包括 活動(dòng)支撐柱，該活動(dòng)支撐柱的上端固定有馬鞍形支撐臺(tái)，該馬鞍形支撐臺(tái)上對(duì)稱(chēng)安裝有左 伸縮支臂和右伸縮支臂，所述左伸縮支臂和右伸縮支臂中心線的延長(zhǎng)線在所述直線a上相 交，且所述左伸縮支臂和右伸縮支臂的上端都安裝有滾輪。 如果工件過(guò)大過(guò)長(zhǎng)，可以在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)之間安裝一個(gè)或多個(gè)支撐機(jī)
構(gòu)，用來(lái)托舉工件，維持工件的平衡。左伸縮支臂和右伸縮支臂對(duì)稱(chēng)布置在直線a的兩側(cè)，
能自適應(yīng)不同大小直徑的工件托舉，活動(dòng)支撐柱的高度可以調(diào)節(jié)，能適應(yīng)大小工件托舉。 所述轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)連接所述中央控制器的旋轉(zhuǎn)輸出端，
該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上固定有皮帶輪，該皮帶輪與所述第一水平轉(zhuǎn)軸皮帶連接。 所述激光頭三維行走系統(tǒng)設(shè)置有X軸電機(jī)，該X軸電機(jī)的輸出軸連接有X軸絲桿
螺母副的X軸絲桿，該X軸絲桿螺母副的X軸螺母與X軸滑臺(tái)固定連接，該X軸滑臺(tái)上安裝
有Y軸電機(jī)； 所述Y軸電機(jī)的輸出軸連接有Y軸絲桿螺母副的Y軸絲桿，該Y軸絲桿螺母副的 Y軸螺母與Y軸滑臺(tái)固定連接，該Y軸滑臺(tái)上安裝有Z軸電機(jī)； 所述Z軸電機(jī)的輸出軸連接有Z軸絲桿螺母副的Z軸絲桿，該Z軸絲桿螺母副的 Z軸螺母與Z軸滑臺(tái)固定連接，該Z軸滑臺(tái)上安裝有所述激光頭。 三軸聯(lián)動(dòng)方式很多，還可以在X軸滑臺(tái)上安裝Z軸電機(jī)，Z軸滑臺(tái)上安裝Y軸電機(jī)，
Y軸滑臺(tái)上安裝激光頭。激光頭就可以由縱向進(jìn)給調(diào)整為橫向進(jìn)給。為確保三軸平移的可
靠性，可以在滑臺(tái)上增加限位滑軌裝置，以提高激光頭三維行走系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。 所述中央控制器的三維輸出端組由X向控制端、Y向控制端和Z向控制端組成，所
述X向控制端連接所述X軸電機(jī)，Y向控制端連接所述Y軸電機(jī)，Z向控制端連接所述Z軸電機(jī)。 所述中央控制器還設(shè)置有氣體控制端組，該氣體控制端組連接有輔助氣體控制裝
置，所述輔助氣體控制裝置包括出氣總管、噴氣嘴，其中出氣總管上安裝有總管壓力傳感器
和出氣流量控制閥，該出氣總管的出氣口連接所述噴氣嘴，在噴氣嘴上安裝有出氣壓力傳
感器，所述出氣總管的進(jìn)氣口連接有至少一路進(jìn)氣支管； 每一路進(jìn)氣支管安裝有支管壓力傳感器和進(jìn)氣流量控制閥； 所述總管壓力傳感器和支管壓力傳感器的信號(hào)輸出端都連接在所述中央控制器 上； 所述出氣流量控制閥和進(jìn)氣流量控制閥的控制輸入端都連接在所述中央控制器 上。 所述出氣總管上還安裝有混氣罐。 中央控制器根據(jù)不同加工工藝輔助氣體的參數(shù)要求以及各個(gè)支管壓力傳感器檢 測(cè)到的氣體壓力，按照給定的氣體混合比例，調(diào)節(jié)各路進(jìn)氣支管上的進(jìn)氣流量控制閥，使得 各個(gè)支路上連接的氣源進(jìn)氣流量之比符合氣體混合比例。各個(gè)支路中流入的氣體在出氣總 管中混合，中央控制器通過(guò)總管壓力傳感器以及出氣壓力傳感器檢測(cè)混合后的氣體壓力以 及出氣口的氣體壓力，根據(jù)設(shè)定的出氣口氣體壓力參數(shù)，調(diào)節(jié)出氣流量控制閥，使得噴氣嘴噴出輔助氣體的壓力以及氣體混合比例能夠滿足相應(yīng)加工工藝的要求。通過(guò)設(shè)定氣體混 合比例，既可以提供單一氣源，也可以實(shí)現(xiàn)多種氣源的混合，將噴氣嘴與激光加工頭做成一 體，減少了在加工過(guò)程中更換氣源或是更換激光設(shè)備的繁瑣工序，對(duì)不同激光加工工藝提 供不同輔助氣體實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。 通過(guò)在出氣總管上安裝混氣罐優(yōu)化了多種氣體的混合效果，使得氣體混合更加均 勻，輸出的氣體壓力更穩(wěn)定。 所述出氣總管的進(jìn)氣口連接有三路進(jìn)氣支管，分別與氬氣氣源，氮?dú)鈿庠匆约把?氣氣源連接。 根據(jù)常用加工工藝輔助氣體的要求，常常采用氬氣，氮?dú)庖约把鯕獾葰怏w作為氣 體氣源，對(duì)于一些特殊工藝，也可以設(shè)置不同的氣體氣源，比如二氧化碳以及氦氣等。
所述支管壓力傳感器安裝在進(jìn)氣流量控制閥的進(jìn)氣端，所述總管壓力傳感器安裝 在出氣流量控制閥的進(jìn)氣端。 將壓力傳感器安裝在流量控制閥的進(jìn)氣端，防止因?yàn)榱髁靠刂崎y的影響而對(duì)氣體 壓力的檢測(cè)引起誤差。 所述自適應(yīng)頭為圓錐形，該圓錐形自適應(yīng)頭的錐尖朝向所述活動(dòng)夾頭。 圓錐形自適應(yīng)頭錐面朝向被加工的圓管，不同直徑的圓管都可以套裝在圓錐形自
適應(yīng)頭的錐面上。 本發(fā)明的顯著效果是能夠從多個(gè)不同位置不同角度對(duì)工件進(jìn)行加工。同時(shí)根據(jù) 不同激光加工工藝對(duì)輔助氣體的要求，采用自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)單一氣源或者多種氣源的 氣體混合比例以及氣體壓強(qiáng)進(jìn)行控制，根據(jù)不同的加工工藝的需求，設(shè)定相關(guān)激光頭的行 走路徑、輔助氣體的供應(yīng)比例和氣體壓強(qiáng)，采用自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)完成相應(yīng)控制流程，滿足 多種激光加工系統(tǒng)集成的需要。


圖1是本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)圖； 圖2是夾持系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)圖； 圖3是激光頭三維行走系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)圖； 圖4是激光頭三維行走系統(tǒng)的俯視圖； 圖5是支撐機(jī)構(gòu)的裝配結(jié)構(gòu)圖； 圖6是本發(fā)明的連接關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1、6所示一種多維激光加工系統(tǒng)，包括中央控制器，該中央控制器1的三維 輸出端組連接有激光頭三維行走系統(tǒng)2，該中央控制器1的旋轉(zhuǎn)輸出端連接有夾持系統(tǒng)3， 所述激光頭三維行走系統(tǒng)2上安裝有激光頭2a，該激光頭2a連接在所述中央控制器1的激 光控制端上，該激光頭2a朝向所述夾持系統(tǒng)3，所述夾持系統(tǒng)3由夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng) 機(jī)構(gòu)組成； 激光頭三維行走系統(tǒng)2實(shí)現(xiàn)了激光頭2a在X軸、Y軸、Z軸方向上的三維的自由行走，配合夾持系統(tǒng)3帶動(dòng)加工工件，如鋼管實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)，工件的自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了激光頭2a能從不
同角度對(duì)工件進(jìn)行加工。激光頭三維行走系統(tǒng)2和夾持系統(tǒng)3配合工作，滿足了多個(gè)不同
位置不同角度對(duì)工件進(jìn)行加工的功能，也實(shí)現(xiàn)激光加工頭與工件的相對(duì)行走。 如圖2所示其中夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括夾持基座4，該夾持基座4上經(jīng)軸承安裝有
第一水平轉(zhuǎn)軸5，該第一水平轉(zhuǎn)軸5的一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，該第一水平轉(zhuǎn)軸5的另一端
安裝有活動(dòng)夾頭6，所述活動(dòng)夾頭6朝向所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)； 活動(dòng)夾頭6用于加持工件，并帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)配合活動(dòng)夾頭6，保證工 件能平穩(wěn)可靠旋轉(zhuǎn)。活動(dòng)夾頭6的結(jié)構(gòu)種類(lèi)很多，如簡(jiǎn)單的抱箍形式，氣缸夾持、液壓夾持 等結(jié)構(gòu)，都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾持。 所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括適應(yīng)頭基座7，該適應(yīng)頭基座7上經(jīng)軸承安裝有第二水平轉(zhuǎn) 軸8，該第二水平轉(zhuǎn)軸8上固定有自適應(yīng)頭9，該自適應(yīng)頭9朝向所述活動(dòng)夾頭6 ;
根據(jù)不同的工件，設(shè)置不同的自適應(yīng)頭9，可以滿足不同工件的加持需要。
所述第一水平轉(zhuǎn)軸5、活動(dòng)夾頭6、第二水平轉(zhuǎn)軸8和自適應(yīng)頭9的中軸線在同一 直線a上，所述激光頭2a靠近并朝向該直線a。
同軸旋轉(zhuǎn)，能提高工件的穩(wěn)定性。 如圖2、5所示在所述夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)之間還安裝有支撐機(jī)構(gòu)，該 支撐機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)支撐柱IO，該活動(dòng)支撐柱10的上端固定有馬鞍形支撐臺(tái)ll，該馬鞍形支 撐臺(tái)11上對(duì)稱(chēng)安裝有左伸縮支臂12a和右伸縮支臂12b，所述左伸縮支臂12a和右伸縮支 臂12b中心線的延長(zhǎng)線在所述直線a上相交，且所述左伸縮支臂12a和右伸縮支臂12b的 上端都安裝有滾輪13。 如果工件過(guò)大過(guò)長(zhǎng)，可以在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)之間安裝一個(gè)或多個(gè)支撐機(jī) 構(gòu)，用來(lái)托舉工件，維持工件的平衡。 左伸縮支臂12a和右伸縮支臂12b對(duì)稱(chēng)布置在直線a的兩側(cè)，能自適應(yīng)不同大小
直徑的工件托舉，活動(dòng)支撐柱10的高度可以調(diào)節(jié)，能適應(yīng)大小工件托舉。左伸縮支臂12a
和右伸縮支臂12b都具備伸縮的功能，縮支臂可以采用彈簧支撐頂柱的活動(dòng)結(jié)構(gòu)，也可以
采用螺釘過(guò)盈配合調(diào)節(jié)的鎖止方式，設(shè)置可以根據(jù)工件更換相應(yīng)的縮支臂。 如圖2所示所述轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14連接所述中央控制
器1的旋轉(zhuǎn)輸出端，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14的輸出軸上固定有皮帶輪，該皮帶輪與所述第一水平轉(zhuǎn)
軸5皮帶連接。 如圖1、3、4所示所述激光頭三維行走系統(tǒng)2設(shè)置有X軸電機(jī)15，該X軸電機(jī)15 的輸出軸連接有X軸絲桿螺母副的X軸絲桿16，該X軸絲桿螺母副的X軸螺母與X軸滑臺(tái) 17固定連接，該X軸滑臺(tái)17上安裝有Y軸電機(jī)18 ; 所述Y軸電機(jī)18的輸出軸連接有Y軸絲桿螺母副的Y軸絲桿19，該Y軸絲桿螺母
副的Y軸螺母與Y軸滑臺(tái)20固定連接，該Y軸滑臺(tái)20上安裝有Z軸電機(jī)21 ; 所述Z軸電機(jī)21的輸出軸連接有Z軸絲桿螺母副的Z軸絲桿22，該Z軸絲桿螺母
副的Z軸螺母與Z軸滑臺(tái)23固定連接，該Z軸滑臺(tái)23上安裝有所述激光頭2a。 三軸聯(lián)動(dòng)方式很多，最常見(jiàn)的如行車(chē)結(jié)構(gòu)和三維機(jī)床。本實(shí)施例也可以在X軸滑
臺(tái)上安裝Z軸電機(jī)，Z軸滑臺(tái)上安裝Y軸電機(jī)，Y軸滑臺(tái)上安裝激光頭。激光頭就可以由縱
向進(jìn)給調(diào)整為橫向進(jìn)給。為確保三軸平移的可靠性，可以在滑臺(tái)上增加限位滑軌裝置，以提高激光頭三維行走系統(tǒng)2的可靠運(yùn)行。 如圖6所示所述中央控制器1的三維輸出端組由X向控制端、Y向控制端和Z向 控制端組成，所述X向控制端連接所述X軸電機(jī)15， Y向控制端連接所述Y軸電機(jī)18， Z向 控制端連接所述Z軸電機(jī)21。 所述中央控制器1還設(shè)置有氣體控制端組，該氣體控制端組連接有輔助氣體控制 裝置，所述輔助氣體控制裝置包括出氣總管31、噴氣嘴32，其中出氣總管31上安裝有總管 壓力傳感器24和出氣流量控制閥25，該出氣總管31的出氣口連接所述噴氣嘴32，在噴氣 嘴32上安裝有出氣壓力傳感器26，所述出氣總管31的進(jìn)氣口連接有至少一路進(jìn)氣支管
27 ; 每一路進(jìn)氣支管27安裝有支管壓力傳感器28和進(jìn)氣流量控制閥29 ; 所述總管壓力傳感器24和支管壓力傳感器28的信號(hào)輸出端都連接在所述中央控
制器1上； 所述出氣流量控制閥25和進(jìn)氣流量控制閥29的控制輸入端都連接在所述中央控 制器1上。 所述出氣總管31上還安裝有混氣罐30。 中央控制器1根據(jù)不同加工工藝輔助氣體的參數(shù)要求以及各個(gè)支管壓力傳感器 檢測(cè)到的氣體壓力，按照給定的氣體混合比例，調(diào)節(jié)各路進(jìn)氣支管上的進(jìn)氣流量控制閥，使 得各個(gè)支路上連接的氣源進(jìn)氣流量之比符合氣體混合比例。各個(gè)支路中流入的氣體在出氣 總管中混合，中央控制器通過(guò)總管壓力傳感器以及出氣壓力傳感器檢測(cè)混合后的氣體壓力 以及出氣口的氣體壓力，根據(jù)設(shè)定的出氣口氣體壓力參數(shù)，調(diào)節(jié)出氣流量控制閥，使得噴氣 嘴噴出輔助氣體的壓力以及氣體混合比例能夠滿足相應(yīng)加工工藝的要求。通過(guò)設(shè)定氣體混 合比例，既可以提供單一氣源，也可以實(shí)現(xiàn)多種氣源的混合，將噴氣嘴與激光加工頭做成一 體，減少了在加工過(guò)程中更換氣源或是更換激光設(shè)備的繁瑣工序，對(duì)不同激光加工工藝提 供不同輔助氣體實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。 通過(guò)在出氣總管31上安裝混氣罐30優(yōu)化了多種氣體的混合效果，使得氣體混合 更加均勻，輸出的氣體壓力更穩(wěn)定。 所述出氣總管31的進(jìn)氣口連接有三路進(jìn)氣支管27，分別與氬氣氣源la，氮?dú)鈿庠?lb以及氧氣氣源lc連接。 根據(jù)常用加工工藝輔助氣體的要求，常常采用氬氣，氮?dú)庖约把鯕獾葰怏w作為氣 體氣源，對(duì)于一些特殊工藝，也可以設(shè)置不同的氣體氣源，比如二氧化碳以及氦氣等。
所述支管壓力傳感器28安裝在進(jìn)氣流量控制閥29的進(jìn)氣端，所述總管壓力傳感 器24安裝在出氣流量控制閥25的進(jìn)氣端。 將壓力傳感器安裝在流量控制閥的進(jìn)氣端，防止因?yàn)榱髁靠刂崎y的影響而對(duì)氣體 壓力的檢測(cè)引起誤差。 所述自適應(yīng)頭9為圓錐形，該圓錐形自適應(yīng)頭9的錐尖朝向所述活動(dòng)夾頭6。
圓錐形自適應(yīng)頭9錐面朝向被加工的圓管，不同直徑的圓管都可以套裝在圓錐形 自適應(yīng)頭9的錐面上。 盡管以上結(jié)構(gòu)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式
，上述具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類(lèi)似的表 示，如更改三維行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、活動(dòng)夾頭6的結(jié)構(gòu)、活動(dòng)支撐柱10的高度調(diào)節(jié)方式、支撐 臂的裝配方式、氣源種類(lèi)和數(shù)量、更換壓力傳感器和流量控制閥的相對(duì)位置等方式，這樣的 變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多維激光加工系統(tǒng)，包括中央控制器，該中央控制器(1)的三維輸出端組連接有激光頭三維行走系統(tǒng)(2)，該中央控制器(1)的旋轉(zhuǎn)輸出端連接有夾持系統(tǒng)(3)，所述激光頭三維行走系統(tǒng)(2)上安裝有激光頭(2a)，該激光頭(2a)連接在所述中央控制器(1)的激光控制端上，該激光頭(2a)朝向所述夾持系統(tǒng)(3)，其特征在于所述夾持系統(tǒng)(3)由夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)組成；其中夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括夾持基座(4)，該夾持基座(4)上經(jīng)軸承安裝有第一水平轉(zhuǎn)軸(5)，該第一水平轉(zhuǎn)軸(5)的一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，該第一水平轉(zhuǎn)軸(5)的另一端安裝有活動(dòng)夾頭(6)，該活動(dòng)夾頭(6)朝向所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)；所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括適應(yīng)頭基座(7)，該適應(yīng)頭基座(7)上經(jīng)軸承安裝有第二水平轉(zhuǎn)軸(8)，該第二水平轉(zhuǎn)軸(8)上固定有自適應(yīng)頭(9)，該自適應(yīng)頭(9)朝向所述活動(dòng)夾頭(6)；所述第一水平轉(zhuǎn)軸(5)、活動(dòng)夾頭(6)、第二水平轉(zhuǎn)軸(8)和自適應(yīng)頭(9)的中軸線在同一直線a上，所述激光頭(2a)靠近并朝向該直線a。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多維激光加工系統(tǒng).其特征在于在所述夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和 自適應(yīng)機(jī)構(gòu)之間還安裝有支撐機(jī)構(gòu)，該支撐機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)支撐柱(IO)，該活動(dòng)支撐柱(10) 的上端固定有馬鞍形支撐臺(tái)(ll)，該馬鞍形支撐臺(tái)(11)上對(duì)稱(chēng)安裝有左伸縮支臂(12a)和 右伸縮支臂(12b)，所述左伸縮支臂(12a)和右伸縮支臂(12b)中心線的延長(zhǎng)線在所述直線 a上相交，且所述左伸縮支臂(12a)和右伸縮支臂(12b)的上端都安裝有滾輪(13)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)動(dòng) 電機(jī)(14)，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)連接所述中央控制器(1)的旋轉(zhuǎn)輸出端，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)的輸 出軸上固定有皮帶輪，該皮帶輪與所述第一水平轉(zhuǎn)軸(5)皮帶連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述激光頭三維行走系統(tǒng) (2)設(shè)置有X軸電機(jī)(15)，該X軸電機(jī)(15)的輸出軸連接有X軸絲桿螺母副的X軸絲桿 (16)，該X軸絲桿螺母副的X軸螺母與X軸滑臺(tái)(17)固定連接，該X軸滑臺(tái)(17)上安裝有 Y軸電機(jī)(18);所述Y軸電機(jī)(18)的輸出軸連接有Y軸絲桿螺母副的Y軸絲桿(19)，該Y軸絲桿螺母 副的Y軸螺母與Y軸滑臺(tái)(20)固定連接，該Y軸滑臺(tái)(20)上安裝有Z軸電機(jī)(21);所述Z軸電機(jī)(21)的輸出軸連接有Z軸絲桿螺母副的Z軸絲桿(22)，該Z軸絲桿螺母 副的Z軸螺母與Z軸滑臺(tái)(23)固定連接，該Z軸滑臺(tái)(23)上安裝有所述激光頭(2a)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制器(1)的 三維輸出端組由X向控制端、Y向控制端和Z向控制端組成，所述X向控制端連接所述X軸 電機(jī)(15)，Y向控制端連接所述Y軸電機(jī)(18)，Z向控制端連接所述Z軸電機(jī)(21)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制器(1)還設(shè) 置有氣體控制端組，該氣體控制端組連接有輔助氣體控制裝置，所述輔助氣體控制裝置包 括出氣總管(31)、噴氣嘴(32)，其中出氣總管(31)上安裝有總管壓力傳感器(24)和出氣 流量控制閥(25)，該出氣總管(31)的出氣口連接所述噴氣嘴(32)，在噴氣嘴(32)上安裝 有出氣壓力傳感器(26)，所述出氣總管(31)的進(jìn)氣口連接有至少一路進(jìn)氣支管(27);每一 路進(jìn)氣支管(27)安裝有支管壓力傳感器(28)和進(jìn)氣流量控制閥(29);所述總管壓力傳感器(24)和支管壓力傳感器(28)的信號(hào)輸出端都連接在所述中央控制器(1)上;所述出氣流量控制閥(25)和進(jìn)氣流量控制閥(29)的控制輸入端都連接在所述中央控 制器(1)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述多維激光加工系統(tǒng).其特征在于所述出氣總管(31)上還安 裝有混氣罐(30)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述出氣總管(31)的進(jìn)氣口 連接有三路進(jìn)氣支管(27)，分別與氬氣氣源(la)，氮?dú)鈿庠?lb)以及氧氣氣源(lc)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述支管壓力傳感器(28) 安裝在進(jìn)氣流量控制閥(29)的進(jìn)氣端，所述總管壓力傳感器(24)安裝在出氣流量控制閥 (25)的進(jìn)氣端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述多維激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述自適應(yīng)頭(9)為圓錐 形，該圓錐形自適應(yīng)頭(9)的錐尖朝向所述活動(dòng)夾頭(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多維激光加工系統(tǒng)，包括中央控制器，該中央控制器連接有激光頭三維行走系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)，激光頭三維行走系統(tǒng)上安裝有激光頭，其特征在于所述夾持系統(tǒng)由夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)組成；其中夾持及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括夾持基座，該夾持基座上安裝有活動(dòng)夾頭；所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括適應(yīng)頭基座，該適應(yīng)頭基座上固定有自適應(yīng)頭，該自適應(yīng)頭朝向活動(dòng)夾頭。其顯著效果是能夠從多個(gè)不同位置不同角度對(duì)工件進(jìn)行加工，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)單一氣源或多種氣源的氣體混合比例以及氣壓進(jìn)行控制，根據(jù)不同的加工工藝需求，設(shè)定激光頭的行走路徑、輔助氣體的供應(yīng)比例和氣壓，采用自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)完成相應(yīng)控制流程，滿足多種激光加工系統(tǒng)集成的需要。
文檔編號(hào)B23K26/00GK101745741SQ201019161010
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者劉朝濤, 楊燕賓, 蘇力 申請(qǐng)人:重慶斯沃德光電設(shè)備設(shè)計(jì)制造有限公司