一种经纬球面激光加工机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种经纬球面激光加工机，包括平台，经度运动系统，纬度运动系统，垂轴运动系统，激光头，真空吸附系统。真空系统将球体吸附固定在经度运动系统的底座上，经度运动回转驱动系统和驱动电机将球沿着垂轴做经度旋转运动，纬度运动系统固定在一个垂轴运动系统上，纬度运动系统包括一个纬度运动回转驱动和L形臂，L形臂固定激光头，纬度运动回转驱动的中心轴为水平方向，且与经度运动回转驱动的中心轴相交与一点，该交点位置与球体的中心相重合。球体的经度运动和激光头的纬度运动两者矢量叠加形成了激光头在球体表面的三维运动，实现了球体的三维激光切割或雕刻。实现了球体的三维激光切割或雕刻。实现了球体的三维激光切割或雕刻。

【技术实现步骤摘要】
一种经纬球面激光加工机


[0001]本技术涉及激光加工技术 ，尤其是涉及一种经纬球面激光加工机。

技术介绍

[0002]激光切割和激光雕刻技术已经广泛应用于平面板材的加工，随着三维数控技术的发展，三维切割已开始应用于非平面的切割，采用机械手配合激光头已经能够较好地进行三维产品的激光切割，其中一个问题，就是当切割的材料体积越大，关节臂的回旋空间要求越大，机械手的关节臂的臂长增加，并且所要求的力矩越大，导致的设备成本直线上升，并且后期维护成本也升高。提高了产品的加工成本。
[0003]本技术所要解决的问题，就是针对球体或椭球体的激光切割或雕刻技术，采用经纬球面激光加工机，利用蜗轮蜗杆传动原理，能够将激光头在球体或椭球体表面的运动分解为球体的经度运动和激光头的纬度运动，并将两者进行矢量合成。本技术大大降低设备的成本，特别适合大尺寸大体积或者整体球面或椭球面的表面激光加工。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种经纬球面激光加工机，解决现有技术中结构复杂，关节臂的回旋空间要求越大，机械手的关节臂的臂长增加，并且所要求的力矩越大，导致的设备成本直线上升，并且后期维护成本也升高的问题，本系统非常容易用于做球面的近乎整体的激光加工。
[0005]为达到上述技术目的，本技术的技术方案提供一种经纬球面激光加工机，包括平台、支架、垂轴运动系统、经度运动系统、纬度运动系统、真空系统、激光头，经度运动系统固定在平台上，经度运动系统的经度运动回转驱动带动球体托架和球体托架上的球做经度运动，纬度运动系统固定在支架上，纬度运动系统的纬度运动回转驱动带动L形臂和固定在L形臂上的激光头做纬度运动。经度运动回转驱动的中心轴和纬度运动回转驱动的中心轴相互垂轴并相交于一点。球体的经度运动和激光头的纬度运动，两者矢量叠加，从而形成激光头在球体表面的三位运动。从而实现球体的激光加工。垂轴运动系统带动纬度运动系统做上下运动从而带动纬度运动回转驱动的中心轴做上下平移，从而调整两个轴线交点位置做上下平移。并将该交点于球体中心重合，这样就可以适应不同直径球体的激光加工。
[0006]优选的，球体托架上有个簧片。将球体表面与球体托架本体相连，从而可以将金属的球体通过球体托架来接地。这样可以将金属材质的球体良好接地，便于激光切割等加工。
[0007]优选的，球体托架可以通过变化尺寸和形状结构，从而可以完成几乎整个球体的激光加工。
[0008]优选的，改变激光波长，可以用于金属，也可以用于非金属材质的激光加工。
[0009]优选的，改变平台和支架的方位，亦可以将该经纬球面加工方式做经纬度之间的交换或者用于不同方位的经纬球面激光加工。
[0010]优选的，采用回转驱动或者其他类似的传动机构，可以提高系统的性能以及扩展
应用场合。
附图说明
[0011]图1为本技术的一种经纬球面激光加工机的结构图；
[0012]其中，附图标记为：1、平台；2、支架；3、提拉电机；4、螺纹拉杆；5、滑轨；6、滑块；7、固定板；8、L形臂；9、纬度运动回转驱动；10、纬度运动驱动电机；11、激光头；12、球体；13、球体支架；14、经度运动回转驱动；15、经度运动驱动电机；16、底座；17、密封胶圈；18、真空管接口；19、金属簧片。
具体实施方式
[0013]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0014]请参阅图1，本技术的技术方案提供一种经纬球面激光加工机，包括平台1；支架2、提拉电机3、螺纹拉杆4、滑轨5、滑块6、固定板7、L形臂8、纬度运动回转驱动9、纬度运动驱动电机10、激光头11、球体12、球体支架13、经度运动回转驱动14、经度运动驱动电机15、底座16、密封胶圈17、真空管接口18、金属簧片19。其中提拉电机3、螺纹拉杆4、滑轨、滑块6、固定板7组成垂直运动系统，L形臂8、纬度运动回转驱动9、纬度运动驱动电机10组成纬度运动系统，球体支架13、经度运动回转驱动14、经度运动驱动电机15、底座16组成经度运动系统，球体12与球体支架13之间有密封胶圈17，球体12、密封胶圈17、球体支架13之间形成一个密闭的空间，该密闭的空间与真空管接口18外连到真空设备，球体12被真空吸附到球体支架13上。经度运动系统固定在平台1上，垂轴运动系统固定在支架2上，纬度运动系统固定在固定板7上。经度运动回转驱动14的中心轴线为铅垂方向，经度运动驱动电机15带动经度经度运动回转驱动14将球体沿着铅垂轴做旋转运动，形成球面的经度运动。纬度运动驱动电机10带动纬度运动回转驱动9运动，纬度运动回转驱动9的中心轴为水平方向，且与经度运动回转驱动14的中心轴相交，该交点位置与球体的中心相重合。提拉电机3转动螺纹丝杆4对固定板7进行上下运动，固定板7经过与滑块6相固定，滑块6沿着滑轨5做上下垂直运动。纬度运动回转驱动9固定在固定板7上，L形臂8固定在纬度运动回转驱动9上，激光头11固定在L形臂的小臂端，激光头11指向球体12的球心并与球体12的表面垂直。纬度运动回转驱动9带动L形臂8和固定在L形臂上的激光头11形成沿着球体12进行纬度方向的运动，激光头11绕着球体12的纬度方向运动与球体12的经度方向的运动矢量合成，组成激光头11在球体12表面的3维运动，从而完成球体表面的激光切割或者雕刻。
[0015]具体的，垂轴运动系统将纬度运动回转驱动9做铅垂方向的运动，使纬度运动回转驱动9的中心轴线与经度运动回转驱动14的中心轴线的交点上下运动，该交点上下运动可以适应不同直径的球体12，即可对大小直径不同的球体12进行激光加工。
[0016]具体的，球体支架13上有金属簧片19，该簧片将球体和球体支架14进行电路导通连接，这样当球体12为金属材质时，可以对金属球体进行三维激光加工。
[0017]具体的，改变球体支架13的形状和尺寸，就可以使激光头运动到球体12的底部区域，并且几乎可以加工到球体的全部。
[0018]具体的，改变激光头11中的激光光源，比如光纤激光器光源，就可以加工金属材质，比如二氧化碳激光光源，就可以加工非金属材质，比如紫外激光器光源，就可以加工金属或者非金属材质。
[0019]以上所述本技术的具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限定。任何根据本技术的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本技术权利要求的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经纬球面激光加工机，包括平台和支架，经度运动系统，纬度运动系统，垂轴运动系统，激光头，真空吸附系统；经度运动系统包括底座、经度运动回转驱动、经度运动驱动电机、球体托架；纬度运动系统包括纬度运动回转驱动，纬度运动驱动电机、L形臂；垂轴运动系统包括提拉电机、螺纹拉杆、滑轨、滑块、固定板；垂轴运动系统固定在支架上；真空吸附系统包括密封胶圈、密封胶圈和球体及球体托架之间形成的密闭腔体、真空系统连接管；其特征在于：经度运动系统固定在垂轴运动系统的固定板上，纬度运动系统固定在平台上，真空吸附系统的密封胶圈固定在纬度系统的球体托架上端，球体托架与真空系统连接管相连，球体和密封胶圈以及球体托架内部空间形成一个密闭的空间，通过与真空系统相连，形成一定真空，从而将球体吸附在纬度运动系统的球体托架上；经度运动系统的经度运动回转驱动带动球体托架和位于球体托架上的球体，沿着垂轴做经度旋转运动；经度运动系统和纬度运动系统两者合成了激光头在球体表面的三维运动，从而可以对球体进行激光三维加工。2.根据权利要求1所述的一种经纬球面激光加工机，其特征在于，所述的垂轴运动系统的方向与经度运动回转驱动中心轴相平行，并位于铅垂方向，所述的纬度运动回转驱动中心轴位于水平方向，所述的纬度运动回转驱动与经度运动回转驱动的中心轴相交，并相交于一点。3.根据权利要求1所述的一种经纬球面激光加工机，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：许靓，徐珺，
申请(专利权)人：武汉光涵科技有限公司，
类型：新型
国别省市：