[实用新型]一种多功能激光复合加工设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种多功能激光复合加工设备。

背景技术

激光复合加工是指能够在一台激光加工设备上完成尽可能从毛坯到成品的多种加工要素的激光加工机床，是可以大大提高生产效率和加工精度，是目前复合激光加工设备发展的主流之一，主要包括激光打孔、激光切割、激光焊机与激光表面处理等加工。激光加工设备按加工方式分为激光焊接、激光切割、激光表面处理与3D打印等。德国通快公司开发高达12KW的多功能轴快流激光切割、焊接和表面处理设备，有力地推动了多功能激光的加工方法的发展，加工能力大大提高。

国内在激光加工的工艺与设备方面，电火花、等离子弧加工等传统的加工方法要求电极要求高、耗损大、周期长。随着激光器的光束质量和加工精度的提高，激光加工向着高精、复合加工领域发展，推动激光加工技术的发展。20世纪90年代后期出现由激光、电火花和超声波等特种加工方法，使激光复合加工技术成为激光加工的一个新热点。当前激光复合加工设备存在问题：集激光切割、激光焊接与表面处理加工的复合加工很少；现有的激光加工控制系统并不完善，对于复合加工难以实现。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种多功能激光复合加工设备。其具有保持工序集中、集激光切割、焊接与激光表面处理等结合、提高工件加工精度、其热影响区和变形很小、缩短加工周期的复合加工一体的优势。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种多功能激光复合加工设备，其特征在于包括光纤激光器、激光器控制模块、光纤、五轴机器人、机械手、随动装置、送丝机构、焊枪、激光切割头、工作台、底座；

所述激光器、激光器控制模块、光纤、五轴机器人、机械手、随动装置、送丝机构、焊枪、激光切割头依次连接；

五轴机器人由运动X轴、运动Y轴、运动Z轴、旋转轴B轴和旋转轴C轴组成，旋转轴B轴和旋转轴C轴的电机固定连接，五轴机器人控制机械手运动；随动装置通过电容传感器控制激光切割头升降运动。

焊枪包括焊枪水冷系统。

采用上述多功能激光复合加工设备加工工件的方法，包括下述步骤：

激光器控制模块控制激光切割步骤、激光焊接步骤、激光表面处理步骤，并通过机械手与工作台的运动控制实现激光切割、焊接与表面处理加工。

所述激光切割步骤：

利用激光器的激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化达到燃点，通过随动装置实现运动Z轴的光束与材料相对移动，实现将工件割开。

所述激光焊接步骤：

利用激光器的脉冲先对材料进行区域加热，激光辐射的能量通过传导向材料的内部扩散，将材料溶化后形成熔池，实现工件的点焊与对焊。

所述激光表面处理步骤：

使用光纤激光束进行加热，使工件表面熔化成薄层，同时采用电镀方法把合金涂覆于工件表面，在光纤激光作用下使合金与基体金属充分融合。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本设备具有保持工序集中、减少夹具数量、减少工件重新安装定位次数、提高工件加工精度、缩短加工周期、集激光切割、激光焊接与激光表面处理复合加工一体的优势，具有精密加工、转换效率高、光束质量好、加工速度快、加工精度高等优点。

本设备具有焊接工艺数据库、切割工艺数据库与表面处理数据库，可同时实现零件三维光纤激光切割与焊接，并具有示教编程功能，它的应用将有利于激光加工水平的提高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图

图2是本实用新型的激光加工方法示意图

图3是本实用新型的激光切割系统示意图

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1所示。本实用新型一种多功能激光复合加工设备，包括激光器1、激光器控制模块2、光纤3、五轴机器人4、机械手5、随动装置6、送丝机构7、焊枪8、激光切割头9、工作台10、底座11；

所述激光器1、激光器控制模块2、光纤3、五轴机器人4、机械手5、随动装置6、送丝机构7、焊枪8、激光切割头9依次连接；

所述工作台10置于底座11上方，并与激光切割头9相对；

五轴机器人4由运动X轴、运动Y轴、运动Z轴及旋转轴B轴和旋转轴C轴组成，旋转轴B轴和旋转轴C轴的电机固定连接，五轴机器人控制机械手运动；随动装置通过电容传感器控制激光切割头升降运动。

焊枪8包括焊枪水冷系统。