[发明专利]高精度柔性激光加工系统

摘要

本发明公开了一种高精度柔性激光加工系统，该高精度柔性激光加工系统可以在多种工件表面上实现多达7种类型的3D激光加工，这些激光加工包括激光熔覆、激光焊接、激光淬火、激光切割、激光复合焊、激光微造型、激光清洗。该高精度柔性激光加工系统由激光系统、机械运动成形系统、激光头头库系统、控制系统、辅助系统组成。该柔性激光加工系统中的激光头通过快速换接器安装在机械运动成形系统中的机器人手臂上，快速换接器可以与激光头头库配合使用实现激光头的快速自动换接，从而使该高精度柔性激光加工系统实现功能的快速切换。

主权项

1.一种高精度柔性激光加工系统，包括激光系统、机械运动成形系统、激光头库系统、控制系统、辅助系统；所述激光系统为激光加工提供光源，所述激光系统由激光器和激光头组成，激光器产生的激光通过光纤传导到激光头中；所述机械运动成形系统为激光加工提供所需的表面成形运动，所述机械运动成形系统由机器人、直线导轨滑台、工作台、主轴箱和尾座、数控分度盘组成，所述机器人安装在直线导轨滑台上，工作台设置在直线导轨滑台旁边，主轴箱和尾座安装在工作台上，激光头以及相关的辅助设备安装在机器人手臂末端；激光头库系统包括换头机械手，激光头类型识别传感器，激光头库，激光头放置传送链；辅助系统包括送粉机、弧焊电源、送丝机；控制系统包括主控制器、机器人控制器、直线导轨滑台控制器，主控制器连接着机器人控制器、直线导轨滑台控制器、送粉机控制器、弧焊电源控制器、激光器控制器，控制系统存储有激光加工工艺的数据库；激光头通过快速换接器安装在机械运动成形系统中的机器人手臂上，快速换接器可以实现激光头的快速换接，从而使该高精度柔性激光加工系统实现功能的快速切换，快速换接器上有气动夹具, 所述激光器有连续激光器和脉冲激光器两种，激光器中配套设有水冷系统, 激光头有熔覆激光头、焊接激光头、淬火激光头、切割激光头、微造型激光头、清洗激光头、复合焊激光头7种激光头，控制系统存储有激光熔覆、激光焊接、激光淬火、激光切割、激光微造型、激光清洗、激光复合焊这7种激光加工工艺的数据库, 激光头放置的激光头库中，具有自动选择激光头和换接激光头的功能，激光头库中的激光头放在传送链上，传送链上有放置激光头的对应位置，且位置上安装有识别定位标签，每个激光头也都有一个识别定位标签，激光头上的识别定位标签与传送链上激光头放置位置上的标签相关连，激光头库上安装有专用换激光头的机械手, 机械运动成形系统具有三种组合形式，分别为卧式形式、立式形式和数控分度盘形式，卧式形式为主轴箱和尾座对应安装在工作台上，工件装夹在主轴箱和尾座的中间，这种安装形式主要用于大型长回转体工件的加工；立式形式主要用于直径较大而短的回转体零件的加工；数控分度盘形式主要用于球形工件的加工；其中，换激光头的步骤为：加工过程中需要换激光头时，工业机器人将手臂末端通过快速换接器夹持的激光头移动到激光头库特定的换头位置，专用换头机械手夹持住激光头，快速换接器松开夹持的激光头，专用换头机械手中安装有传感器，可以识别激光头上的标签，这时激光头库将放置激光头的传送链移动到特定位置，然后专用换头机械手将激光头放置定位在该位置上，接着，激光头库转动传动链使要换的激光头移动到特定位置，换头机械手夹持激光头并将激光头安装在工业机器人的快速换接器上，到此完成整个换激光头过程。