[发明专利]高精度柔性激光加工系统

说明书

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。

技术领域

本发明涉及到一种激光加工设备，具体是一种多功能激光加工系统。

背景技术

激光具有可聚焦性、高能量密度、柔性传导特性以及可实现快速、准确加工的特点，因此激光优于传统热源。激光加工是一门发展迅速的高新技术，已成为发展新兴产业，改造传统制造业的关键技术之一。各种激光（熔覆、焊接、淬火、切割、微造型、清洗、复合焊等）系统和设备已经或正在进入各工业领域，诸如医疗器械、汽车、机械制造、钢铁、冶金、石油等，为传统工业技术改造和制造业的现代化提供了先进的技术装备。

在工业制造中一个工件往往需要多种激光加工，例如激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光淬火、激光清洗、激光微造型等，如果这些工序分步加工则需要重新定位装夹，这样就会产生定位误差，如果一次装夹进行多种类型的激光加工则可以提高制造的精度，从而改进产品的质量。对于企业的新产品研发部门，多功能的激光加工设备可以缩短新产品的研发周期，降低投入成本。高校科研院所往往要研究多种激光加工的工艺特性，现有的激光加工设备不能满足这种需求。当前对于集成如此多功能的激光加工设备的研究较少，现有的发明专利中最多的只有集成三种激光加工的加工设备，这些加工设备不足于解决科研院所和企业所面临的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种高精度柔性激光加工系统，该系统可以实现一次装夹后进行多种激光加工，避免重复装夹所带来的定位误差提高零部件的加工精度。

本发明公开了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；激光头头库系统包括换头机械手，激光头类型识别传感器，激光头头库，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，快速换接器与激光头头库系统配合应用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，快速换接器上有定位装置和夹紧装置，定位装置使用定位挡块，夹紧装置使用气动夹具。

本发明的进一步改进在于：所述激光器有连续激光器和脉冲激光器两种。

本发明的进一步改进在于：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。