一种五轴激光加工机床制造技术

本发明专利技术提供一种五轴激光加工机床，涉及激光加工机床技术领域。五轴激光加工机床包括床身、机械运动组件、AC轴转台和激光加工系统。机械运动组件包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，Y轴运动机构安装于床身上，X轴运动机构安装于Y轴运动机构上，Z轴运动机构安装于X轴运动机构上；AC轴转台安装于床身上，AC轴转台带动工件绕C轴旋转，AC轴转台带动工件绕A轴摆动，工件的轴线方向与C轴平行；激光加工系统包括激光器、光路元件和聚焦组件，激光器安装于床身上，光路元件和聚焦组件安装于Z轴运动机构上，光路元件分别与激光器和聚焦组件连接。本发明专利技术提供的五轴激光加工机床，能够有效提高运转速度、加工精度和加工效率。提高运转速度、加工精度和加工效率。提高运转速度、加工精度和加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种五轴激光加工机床


[0001]本专利技术涉及激光加工机床
，尤其涉及一种五轴激光加工机床。

技术介绍

[0002]钛合金、高温合金、超高强度钢等典型难加工材料，在航空航天、医疗等众多先进制造业关键领域应用愈加广泛，同时对被加工材料的加工质量和加工效率提出了越来越高的要求。为满足上述难加工材料的高效高质量加工需求，高端切削刀具材料也向超硬、耐磨等方向发展，刀具型面趋于复杂。然而，由于刀具材料本身的难加工特性，采用传统的电火花加工、磨削加工等工艺技术进行高端刀具制造时，存在制造成本高、加工效率低、加工工艺复杂等问题。激光加工因其具有无接触、无材料选择性等特点，已成为难加工材料加工方式的主要手段。
[0003]五轴加工机床的五个坐标轴可以实现联动，从而满足空间曲面及任意轮廓的加工，使工件在一次装夹后能完成大量的加工工序，保证零件的各方面的精度要求。在航空航天、医疗等众多先进制造业关键领域中，对五轴加工机床提出多轴联动的同时，还要求机床主轴有较高的运动速度。然而现有技术中的五轴激光加工机床X、Y和Z轴均采用旋转电机加滚珠丝杠的方式进行驱动，转台使用旋转电机进行驱动，存在反向间隙影响加工精度、速度较低及加工效率低的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种五轴激光加工机床，以解决现有技术中采用传统的电火花加工、磨削加工进行高端刀具制造，导致其制造成本高、加工效率低、加工工艺复杂的技术问题，以及解决现有技术中五轴激光加工机床X、Y和Z轴均采用旋转电机加滚珠丝杠的方式进行驱动，转台使用旋转电机进行驱动，导致其存在反向间隙影响加工精度、速度较低及加工效率低的技术问题。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种五轴激光加工机床，包括：
[0007]床身；
[0008]机械运动组件，所述机械运动组件包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述Y轴运动机构安装于所述床身上，所述X轴运动机构安装于所述Y轴运动机构上，所述Z轴运动机构安装于所述X轴运动机构上；
[0009]AC轴转台，所述AC轴转台安装于所述床身上，用于对工件进行装夹，所述AC轴转台带动所述工件绕C轴旋转，所述AC轴转台带动所述工件绕A轴摆动，所述工件的轴线方向与所述C轴平行；
[0010]激光加工系统，所述激光加工系统包括激光器、光路元件和聚焦组件，所述激光器安装于所述床身上，所述光路元件和所述聚焦组件安装于所述Z轴运动机构上，所述光路元件分别与所述激光器和所述聚焦组件连接。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述床身包括底座和两个Y轴安装架，两个所述Y轴安装架相间隔地安装于所述底座上，所述AC轴转台安装于所述底座上，所述Y轴运动机构安装于所述Y轴安装架上，所述底座的底部沿其周向相间隔设置有多个脚垫，所述床身采用矿物铸件材料制成。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述Y轴安装架上设置有Y轴导轨，所述Y轴运动机构包括Y轴驱动组件、横梁和Y轴滑块，所述Y轴滑块与所述横梁固定连接，且与所述Y轴导轨直线往复运动连接，所述Y轴驱动组件分别与所述Y轴安装架和所述横梁连接，用于驱动所述横梁沿Y轴方向移动，以带动所述Y轴滑块沿所述Y轴导轨移动。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述Y轴驱动组件包括Y轴直线电机初级和Y轴直线电机次级，所述Y轴直线电机初级安装于所述横梁上，所述Y轴直线电机次级安装于所述Y轴安装架上。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述横梁上设置有X轴导轨，所述X轴运动机构包括X轴驱动组件、十字滑台和X轴滑块，所述X轴滑块与所述十字滑台固定连接，且与所述X轴导轨直线往复运动连接，所述X轴驱动组件分别与所述横梁和所述十字滑台连接，用于驱动所述十字滑台沿X轴方向移动，以带动所述X轴滑块沿所述X轴导轨移动。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述X轴驱动组件包括X轴直线电机初级和X轴直线电机次级，所述X轴直线电机初级安装于所述十字滑台上，所述X轴直线电机次级安装于所述横梁上。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述十字滑台上设置有Z轴滑块，所述Z轴运动机构包括Z轴驱动组件、Z轴滑板和Z轴导轨，所述Z轴导轨与所述Z轴滑板固定连接，且与所述Z轴滑块直线往复运动连接，所述Z轴驱动组件分别与所述十字滑台和所述Z轴滑板连接，用于驱动所述Z轴滑板沿Z轴方向移动，以带动所述Z轴导轨沿所述Z轴滑块移动。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述Z轴驱动组件包括Z轴直线电机初级和Z轴直线电机次级，所述Z轴直线电机次级安装于所述十字滑台上，所述Z轴直线电机初级安装于所述Z轴滑板上。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述聚焦组件包括振镜和场镜，所述光路元件、所述振镜和所述场镜均安装于所述Z轴滑板上，所述光路元件分别与所述激光器和所述振镜连接。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述五轴激光加工机床还包括Z轴气动平衡组件，所述Z轴气动平衡组件安装于所述十字滑台和所述Z轴滑板之间。
[0020]本专利技术的实施例具有如下优点：
[0021]本申请提出一种五轴激光加工机床，通过激光加工系统对工件进行加工，减少了制造成本、提高了加工效率、简化了加工工艺。通过X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构搭载激光加工系统分别进行X、Y和Z轴方向的直线运动。Y轴运动机构安装于床身上，X轴运动机构安装于Y轴运动机构上，Z轴运动机构安装于X轴运动机构上，实现五轴激光加工机床的多轴联动功能。AC轴转台安装于床身上，实现对工件进行装夹的功能，AC轴转台带动工件绕C轴旋转，并且能够带动工件绕A轴摆动，实现被加工工件在A轴和C轴方向的旋转运动，从而实现五轴激光加工机床的多轴联动加工功能。光路元件分别与激光器和聚焦组件连接，激光器产生的激光束经光路元件和聚焦组件聚焦于目标加工区域，实现激光加工功能。通过设置X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、AC轴转台分别对激光加工系统和被加
工工件进行联动运动控制，实现复杂型面难加工刀具的激光加工成型，有效提高加工效率和加工精度。
[0022]具体的，X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构均采用直驱式直线电机进行驱动，AC轴转台采用直驱式旋转电机进行驱动，实现高速运转，有效提高了加工精度和加工效率。避免了现有技术中五轴激光加工机床X、Y和Z轴均采用旋转电机加滚珠丝杠的方式进行驱动，转台使用旋转电机进行驱动，导致其存在反向间隙影响加工精度、速度较低及加工效率低的技术问题。
[0023]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五轴激光加工机床，其特征在于，包括：床身；机械运动组件，所述机械运动组件包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述Y轴运动机构安装于所述床身上，所述X轴运动机构安装于所述Y轴运动机构上，所述Z轴运动机构安装于所述X轴运动机构上；AC轴转台，所述AC轴转台安装于所述床身上，用于对工件进行装夹，所述AC轴转台带动所述工件绕C轴旋转，所述AC轴转台带动所述工件绕A轴摆动，所述工件的轴线方向与所述C轴平行；激光加工系统，所述激光加工系统包括激光器、光路元件和聚焦组件，所述激光器安装于所述床身上，所述光路元件和所述聚焦组件安装于所述Z轴运动机构上，所述光路元件分别与所述激光器和所述聚焦组件连接。2.根据权利要求1所述的五轴激光加工机床，其特征在于，所述床身包括底座和两个Y轴安装架，两个所述Y轴安装架相间隔地安装于所述底座上，所述AC轴转台安装于所述底座上，所述Y轴运动机构安装于所述Y轴安装架上，所述底座的底部沿其周向相间隔设置有多个脚垫，所述床身采用矿物铸件材料制成。3.根据权利要求2所述的五轴激光加工机床，其特征在于，所述Y轴安装架上设置有Y轴导轨，所述Y轴运动机构包括Y轴驱动组件、横梁和Y轴滑块，所述Y轴滑块与所述横梁固定连接，且与所述Y轴导轨直线往复运动连接，所述Y轴驱动组件分别与所述Y轴安装架和所述横梁连接，用于驱动所述横梁沿Y轴方向移动，以带动所述Y轴滑块沿所述Y轴导轨移动。4.根据权利要求3所述的五轴激光加工机床，其特征在于，所述Y轴驱动组件包括Y轴直线电机初级和Y轴直线电机次级，所述Y轴直线电机初级安装于所述横梁上，所述Y轴直线电机次级安装于所述Y轴安装架上。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：成学平，韩小鹏，李伟，张宗毅，王长清，
申请(专利权)人：深圳市杰普特光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：