一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置及方法制造方法及图纸

一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置，包括箱体，箱体内的底部设有载物台，载物台的后端滑动连接在载物台左右运动导轨内；载物台左右运动导轨固定在箱体的后侧内壁上，载物台能沿载物台左右运动导轨移动；载物台的顶面设有夹具底座，夹具底座上安装有夹具；夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具之间水平夹持有待加工的板件；载物台的上方设有振镜圆弧导轨，振镜圆弧导轨的右端滑动连接在箱体右侧内壁设置的振镜垂直运动导轨内，振镜圆弧导轨的前侧滑动连接有振镜式激光器。本发明专利技术还提供一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置的方法。本发明专利技术控制振镜式激光器的沿轨运动，使在待弯曲板件上可以实现超过90

【技术实现步骤摘要】
一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置及方法


[0001]本专利技术涉及金属板材激光弯曲成形领域，尤其涉及一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置及方法。

技术介绍

[0002]激光弯曲成形技术是一种高度柔性且无模具成形使待加工板件在激光扫描的过程中实现塑性变形的加工技术。基于温度梯度为主导的弯曲机理，通过调整激光器的相关参数，就可以使板件在加工过程中实现不同角度的向上弯曲。给传统板件的弯曲成形注入了新思路新方法，同时也摆脱了薄板弯曲对于模具的依赖。随着该技术的发展，更异形的弯曲件也可以通过激光弯曲成形来实现。
[0003]目前，研究人员研究金属材料的激光弯曲成形时，由于激光器垂直于板件扫描过程中，当弯曲角度达到90
°
，激光器就会沿着厚度方向的顶部扫描，与原扫描线干涉，最终成形角度通常无法突破90
°
，这使得激光弯曲成形大角度的研究尚少。

技术实现思路

[0004]为克服上述问题，本专利技术提供一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置及方法。
[0005]本专利技术的第一个方面提供一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置，其特征在于：包括箱体，箱体内的底部设有载物台，载物台的后端滑动连接在载物台左右运动导轨内；载物台左右运动导轨固定在箱体的后侧内壁上，载物台能沿载物台左右运动导轨移动；载物台的顶面设有夹具底座，夹具底座上安装有夹具；夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具之间水平夹持有待加工的板件，上夹具和下夹具的两端通过紧固螺栓和螺母连接；
[0006]载物台的上方设有振镜圆弧导轨，振镜圆弧导轨的右端滑动连接在箱体右侧内壁设置的振镜垂直运动导轨内；振镜圆弧导轨包括平滑连接的水平段和圆弧段，水平段的右端与振镜垂直运动导轨滑动连接，水平段的左端与圆弧段平滑连接，圆弧段向下弯曲；振镜圆弧导轨的前侧滑动连接有振镜式激光器，连接在振镜圆弧导轨上的振镜式激光器到板件扫描位置的距离始终为焦距，振镜式激光器还与激光器水冷机连接；振镜式激光器内设有振镜式激光器的内置振镜，振镜式激光器的内置振镜的外侧设有振镜式激光器场镜头；
[0007]初始状态下，振镜式激光器的振镜式激光器场镜头竖直向下，沿预设的扫描线对板件进行扫描；当待加工的板件弯折度后，振镜式激光器沿圆弧导轨向左下方滑动，滑动过程中振镜式激光器的振镜式激光器场镜头始终朝向扫描线，使得工件在弯折度后振镜式激光器仍能对原扫描线进行扫描。
[0008]优选地，所述振镜圆弧导轨上设有导槽，导槽的横截面呈“凸”字状，振镜式激光器的后侧连接有圆柱体和卡块；卡块滑动连接在“凸”字状导槽的内部，以防止振镜式激光器脱出导槽；圆柱体滑动连接在“凸”字状导槽的开口内，圆柱体两端分别与卡块和振镜式激光器连接。
[0009]优选地，所述箱体的左侧内壁设有排风扇，排风扇的出风端对准载物台；箱体的右
侧外壁设有外部控制计算机和控制器，载物台左右运动导轨、振镜垂直运动导轨、振镜圆弧导轨均为电动导轨，控制器分别与载物台左右运动导轨、振镜垂直运动导轨、振镜圆弧导轨电连接；控制器控制振镜式激光器和载物台的距离；外部控制计算机与振镜式激光器电连接，外部控制计算机控制振镜式激光器的激光参数。
[0010]本专利技术的第二个方面提供一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置的方法，包括以下步骤：
[0011](1)将待加工的金属板线切割，对金属板表面进行打磨除氧化层等预处理，预留10mm的装夹距离；并在金属板上预设扫描线；
[0012](2)将待加工金属板与上下夹具及底座装夹，调整移动振镜激光器的位置，使振镜激光器与扫描线的距离为焦距，并保持振镜激光器沿振镜圆弧导轨移动时焦距位置始终保持不变；
[0013](3)在金属板的扫描路径上涂覆炭黑涂层，以增加金属板对于激光的吸收率；金属板下方垫有板件，以防激光扫描至加工平台；
[0014](4)规划扫描长度为40mm，按照所需金属板的弯曲角度调整激光器的参数进行设置，其中，振镜激光器功率为250W，扫描速度为10mm/s，扫描次数为50；振镜激光器的光斑直径为0.125mm；
[0015](5)当弯曲角度接近90
°
时，通过振镜圆弧导轨逆时针调整振镜激光器，继续加工使得完成最终的预定加工角度。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017](1)工艺简单，无需模具即可实现待加工板料的大角度精确成形，并且在扫描过程中当成形角度过大时薄板的位置调整，能够实现一定的经济和社会效益。
[0018](2)通过调整激光器的相关参数，可以成形弯曲角度大于90
°
的弯曲角，并且振镜式激光器由于其微米级别的光斑直径，可以自由控制的扫描路径和扫描速度，使得其在薄板弯曲成形的过程中在弯折处产生更小的缺陷。
[0019](3)通过导轨控制振镜式激光器的沿轨运动，使在待弯曲板件上可以实现超过90
°
的大角度弯曲。由于薄板无需在扫描时变换装夹位置也无需反复装夹，因而此专利技术适合激光器一次成形大的弯曲角，适用于需弯曲角度较大的零件的无模制造。
附图说明
[0020]图1是本专利技术中振镜式激光器位于初始状态结构示意图；
[0021]图2是本专利技术中振镜式激光器位于末状态结构示意图；
[0022]图3是振镜圆弧导轨和振镜式激光器的装配示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本专利技术专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、
“
竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]参照附图，本专利技术的第一个实施例提供一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置，其特征在于：包括箱体，箱体内的底部设有载物台，载物台的后端滑动连接在载物台左右运动导轨12内；载物台左右运动导轨12固定在箱体的后侧内壁上，载物台能沿载物台左右运动导轨12移动；载物台的顶面设有夹具底座，夹具底座上安装有夹具；夹具包括上夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置，其特征在于：包括箱体，箱体内的底部设有载物台，载物台的后端滑动连接在载物台左右运动导轨(12)内；载物台左右运动导轨(12)固定在箱体的后侧内壁上，载物台能沿载物台左右运动导轨(12)移动；载物台的顶面设有夹具底座，夹具底座上安装有夹具；夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具之间水平夹持有待加工的板件，上夹具和下夹具的两端通过紧固螺栓(4)和螺母(5)连接；载物台的上方设有振镜圆弧导轨(6)，振镜圆弧导轨(6)的右端滑动连接在箱体右侧内壁设置的振镜垂直运动导轨(10)内；振镜圆弧导轨(6)包括平滑连接的水平段和圆弧段，水平段的右端与振镜垂直运动导轨(10)滑动连接，水平段的左端与圆弧段平滑连接，圆弧段向下弯曲；振镜圆弧导轨(6)的前侧滑动连接有振镜式激光器(7)，连接在振镜圆弧导轨(6)上的振镜式激光器(7)到板件扫描位置的距离始终为焦距，振镜式激光器(7)还与激光器水冷机(14)连接；振镜式激光器(7)内设有振镜式激光器的内置振镜(704)，振镜式激光器的内置振镜(704)的外侧设有振镜式激光器场镜头(703)；初始状态下，振镜式激光器(7)的振镜式激光器场镜头(703)竖直向下，沿预设的扫描线对板件进行扫描；当待加工的板件弯折90度后，振镜式激光器(7)沿圆弧导轨(6)向左下方滑动，滑动过程中振镜式激光器(7)的振镜式激光器场镜头(703)始终朝向扫描线，使得工件在弯折90度后振镜式激光器(7)仍能对原扫描线进行扫描。2.如权利要求1所述的一种四轴联动激光锐角弯曲成形装置，其特征在于：所述振镜圆弧导轨(6)上设有导槽，导槽的横截面呈“凸”字状，振镜式激光器(7)的后侧连接有圆柱体(702)和卡块(701)；卡块(701)滑动连接在“凸”字状导槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚喆赫，范伟鑫，姚建华，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：