[发明专利]一种密集点状三维激光加工装置

说明书

本发明提供了一种密集点状三维激光加工装置，包括X方向平移导轨、工作平台、设置在工作平台一侧的机床、设置在工作平台另一侧的固定板、以及设置在机床上的激光器，所述X方向平移导轨的一端安装在机床上，另一端安装在固定板上，所述的工作平台安装在X方向平移导轨上，且工作平台上设有激光密集点状激光加工头。本发明提供的密集点状三维激光加工装置，采用连续高功率激光器作为加工光源，加工头为多个，实现多头加工，激光功率得到充分利用，具有很快的加工速度。采用多棱镜和分光机构进行分光，将连续高功率的激光束分为多路脉冲激光输出，激光能量利用效率高，成本低，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及机床加工领域，尤其是涉及一种密集点状三维激光加工装置。

背景技术

激光是一种受激辐射相干的光源，具有良好的相干性，高亮度，准直性等优点。利用激光对零件进行表面加工，物体表面的物理结构，化学特性和金相结构都会改变，从而改变物体表面的耐腐蚀性，抗磨损性和抗疲劳性等。基于此，研究人员研发了激光表面硬化，激光表面熔覆，激光表面合金化，、激光冲击硬化和激光非晶化等技术。这些技术在制造领域应用得到了非常广泛的应用。虽然激光表面处理技术具有很好的应用前景，但是由于在加工过程中需要确保激光光斑面积很小，从而保持很高的功率，这就限制了激光加工的效率。

针对加工效率低的问题，一些研究人员采用多套激光器同时加工提升加工效率，这种方案极大的提高了应用成本。另外一种提高加工效率的方法是增大激光光斑的面积，为了确保加工效果，需要提高激光器的整体功率，而激光器随着功率的上升，价格也逐渐升高，增加了成本。另外一种提高加工效率的方法是优化加工路线，减少不必要的时间，从而提高加工效率，但是这种方法对机床的定位精度要求很高，同时也对激光头运动的加速度也有很高的要求，而且提升空间有限。现在常用的方法是在激光头处设计振镜，利用振镜控制光束的移动，但是这种方法还是一个聚焦点进行加工，效率提升有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密集点状三维激光加工装置，以解决现有技术中激光密集点状激光加工技术加工效率偏低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种密集点状三维激光加工装置，包括X方向平移导轨、工作平台、设置在工作平台一侧的机床、设置在工作平台另一侧的固定板、以及设置在机床上的激光器，所述X方向平移导轨的一端安装在机床上，另一端安装在固定板上，所述的工作平台安装在X方向平移导轨上，且工作平台上设有激光密集点状激光加工头。

进一步的，所述激光密集点状激光加工头在工作平台上沿Z方向移动，所述X方向与Z方向垂直。

进一步的，所述机床上设有Y方向平移导轨，所述X方向平移导轨的两端分别安装在Y方向平移导轨和固定板上，且所述X方向、Y方向、Z方向相互垂直。

进一步的，所述工作平台的下方设有传送装置，该传送装置包括平行设置的多个转动辊，所述转动辊的一端安装在机床上，另一端安装在固定板上，且转动辊与X方向平移导轨平行设置。

进一步的，所述激光密集点状激光加工头包括多棱镜结构、设置在多棱镜结构右侧的前分光镜、对称设置在前分光镜两侧的两个后分光镜、以及设置在多棱镜结构和前分光镜之间的准直镜，所述前分光镜的右侧还对称设有两个聚焦头，所述的两个聚焦头并排设置。

进一步的，所述前分光镜包括对称设置的两个反射镜，该前分光镜将准直镜准直的光均匀的分成两份，分光后的光分别通过对称设置在前分光镜两侧的后分光镜。

进一步的，所述多棱镜机构包括多棱镜和驱动多棱镜旋转的电机，当多棱镜顺时针旋转时，反射光在准直镜处由上到下依次扫描，准直镜将由多棱镜反射过来的光准直。

进一步的，所述后分光镜包括两个相同的反射镜，通过调整两个反射镜的夹角，使激光通过后分光镜后形成不平行存在一定角度的两束激光，实现再次分光，再次分光后的光束通过聚焦镜形成两个聚焦点。