本发明专利技术涉及激光加工技术领域，具体涉及一种机械激光同轴加工装置及加工方法，机械激光同轴加工装置包括主轴、激光发生器；激光聚焦组件、光纤、光纤准直镜、刀具，光纤准直镜与所述光纤连接，光纤的轴线、光纤准直镜的轴线和主轴的轴线重合。本发明专利技术将机械加工和激光加工结合成一个部分，实现了机械与激光同轴加工，减少了空间的占用，解决了单一的激光加工多层复合材料时锥度大、加工深径比有限、孔槽加工质量低等问题，保证了加工精度，突破了激光和机械单一加工的能力极限。本发明专利技术可以有效降低刀具磨损及断裂，从而降低了生产成本。本发明专利技术可以实现机械激光同时或交替加工，进一步提升加工效率，提高加工质量。提高加工质量。提高加工质量。
【技术实现步骤摘要】
一种机械激光同轴加工装置及加工方法
[0001]本专利技术涉及激光加工
，具体涉及一种机械激光同轴加工装置及加工方法。
技术介绍
[0002]随着科学技术的迅速发展，在国防军工、航空航天、仪器仪表、汽车、能源动力、通讯等领域涌现出大量新的多层复合材料来满足电子系统的高频、高速信号传输要求。在传统的机加工过程中，一般是采用金属刀具通过切割、铣、钻等操作来实现加工。针对新材料加工，激光加工虽然存在一定的优势，但是激光加工同时也存在加工锥度大、加工径深比有限的问题，且对于多层复合材料孔槽加工质量也不高，而若采用传统机械加工的方式，又存在刀具磨损快等问题。目前，针对这一情况，在加工中通常是采用传统机械加工和激光加工复合的方式，使用机械加工的设备和激光加工的设备分别对工件进行加工，这样的方式使得被加工工件需要在两个设备之间转移效率较差。虽然现在也出现了能够在一个设备上同时实现机械加工和激光加工的设备，但是现在的加工设备中机械加工和激光加工都是分开为两个部分，当需要进行激光加工的时候使用激光机工的部分，当需要使用机械加工的时候则切换机械加工的部分，这样的设置使得两个部分都需要单独设置移动机构，不仅效率不高，且占用了大量的空间，使得设备整体结构更加繁杂，在切换不同部分的过程中也可能导致加工误差变大。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种机械激光同轴加工装置，还提供了一种应用前述机械激光同轴加工装置的加工方法。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下方案：一种机械激光同轴加工装置，包括：主轴；设置于所述主轴上的激光发生器；激光聚焦组件，所述激光聚焦组件连接于所述激光发生器和所述主轴之间；用于传导激光发生器发出的激光的光纤，所述光纤设置于所述主轴内，且所述光纤贯穿所述主轴的上下端；主轴刀夹，设置于所述主轴的下端；刀具，与所述主轴刀夹可拆卸链接，且所述刀具位于所述光纤的下方；所述光纤的轴线、所述主轴的轴线、所述主轴刀夹的轴线重合。
[0005]进一步的，所述激光聚焦组件包括球透镜和自聚焦透镜，所述激光发生器、球透镜、自聚焦透镜依次连接。
[0006]进一步的，所述刀具设置有一供激光通过的通孔，所述通孔沿所述刀具的中轴线贯穿所述刀具上下两端。
[0007]进一步的，所述主轴靠近底部的位置还连接有一压力脚。
[0008]进一步的，所述刀具的下方设置有一用于放置工件的移动平台，在所述移动平台上还设置有一用于装卸刀具的机械手。
[0009]进一步的，所述主轴刀夹内设置有一光纤快速接口，所述刀具内埋设有光纤。
[0010]进一步的，所述主轴底部靠近所述主轴刀夹的位置设置有一光纤准直镜，所述光纤准直径与所述光纤连接，且所述光纤与所述光纤准直镜的连接处密封。
[0011]进一步的，所述主轴刀夹内设置有一聚焦镜。
[0012]本专利技术还提供了一种加工方法，应用前述的机械激光同轴加工装置，采用激光加工和机械加工两种模式对工件进行同时加工或交替加工；采用激光加工和机械加工两种模式对工件进行同时加工时，主轴所使用的刀具设置有供激光通过的通孔，加工过程包括以下步骤：开启激光发生器，激光发生器产生的激光通过激光聚焦组件、光纤和光纤准直镜后通过刀具的通孔聚焦在工件表面，同时启动主轴并带动刀具转动，主轴向下运动，进行材料去除加工。
[0013]进一步的，所述采用激光加工和机械加工两种模式对工件进行交替加工时包括以下步骤：开启激光发生器，激光发生器产生的激光通过激光聚焦组件、光纤和刀具的通孔后聚焦在工件表面，进行材料激光烧蚀去除加工，在激光加工结束后，关闭激光发生器，将刀具连接到主轴刀夹，启动主轴带动刀具转动，主轴向下运动，刀具对工件表面进行材料机械去除加工。
[0014]与现有的技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术将机械加工和激光加工结合成一个部分，实现了机械与激光同轴加工，减少了空间的占用，解决了单一的激光加工效率低、加工质量差，以及加工多层复合材料时锥度大、加工深径比有限、孔槽加工质量低等问题等问题，提高了加工效率，保证了加工精度和加工质量，同时也拓宽了机械可加工材料范围。本专利技术可以有效降低刀具磨损及断裂，从而降低了生产成本，同时还可以有效降低刀具缠绕切屑的现象。本专利技术的可以实现机械激光同时加工或交替加工，进一步提升加工效率，提高加工质量。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0016]图1是本专利技术实施例1
‑
3的机械激光同轴加工装置的结构示意图。
[0017]图2是本专利技术该状态为机械和激光同时加工状态示意图。
[0018]图3为本专利技术实施例3的主轴刀夹示意图。
[0019]图4是本专利技术实施例4的结构示意图。
[0020]图中包括：激光发生器1，球透镜2，自聚焦镜3，主轴4，光纤准直镜5，刀具6，机械手7，刀库8；移动平台9，工件10，压力脚11，光纤12，主轴刀夹13，聚焦镜14，光纤快速接口15。
具体实施方式
[0021]为便于本领域技术人员理解本专利技术，下面将结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0022]实施例1参照图1至图2，本专利技术提供了一种机械激光同轴加工装置，包括主轴4、激光发生器1、激光聚焦组件、光纤12、主轴刀夹13，其中：主轴4；激光发生器1设置于所述主轴4上；所述激光聚焦组件连接于所述激光发生器1和所述主轴4之间；所述光纤12设置于所述主轴4内，且所述光纤12贯穿所述主轴4的上下端，光纤12用于传导激光发生器1发出的激光；主轴刀夹13设置于所述主轴的下端，主轴刀连接有刀具6，所述刀具6与所述刀具夹头可拆卸链接；所述光纤的轴线、所述主轴4的轴线、所述主轴刀夹13的轴线重合；所述主轴4靠近底部的位置还连接有一压力脚11。另外，主轴4底部靠近主轴刀头的位置还可设置光纤准直镜5，光纤准直镜5与所述光纤12连接，且所述光纤与所述光纤准直镜的连接处密封，光纤准直镜可以用于将激光聚焦成较大光斑，适用于尺寸较大的钻头。激光发生器1、主轴4、激光聚焦组件、光纤12、光纤准直镜5构成机械激光耦合模块。
[0023]所述刀具的下方设置有一用于放置工件的移动平台9，在所述移动平台上还设置有一用于装卸刀具的机械手7，可在加工过程中更换对应的刀具。由于主轴受限于光路，只能有Z轴方向的移动，因此在加工时，工件10所在的工作平台（工件通过治具固定在移动平台上）需要具有可以实现工件10沿X轴和Y轴移动的机构（也可以是通过整个移动平台的移动来实现工件的移动），与主轴的配合实现对工件的自动加工。
[0024]所述激光聚焦组件包括球透镜2和自聚焦透镜3，所述激光发生器1、球透镜2、自聚焦透镜3依次连接。激光在通过球透镜2和自聚焦透镜3之后，进入到设置于主轴4内部的光纤12之中。
[0025]在本实施例中，所述刀具6设置有一供激光通过的通孔，所述通孔沿所述刀具6的中轴线贯穿所述刀具6上下两端。激本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械激光同轴加工装置，其特征在于，包括：主轴；设置于所述主轴上的激光发生器；激光聚焦组件，所述激光聚焦组件连接于所述激光发生器和所述主轴之间；用于传导激光发生器发出的激光的光纤，所述光纤设置于所述主轴内，且所述光纤贯穿所述主轴的上下端；主轴刀夹，设置于所述主轴的下端；刀具，与所述主轴刀夹可拆卸链接，且所述刀具位于所述光纤的下方；所述光纤的轴线、所述主轴的轴线、所述主轴刀夹的轴线重合。2.根据权利要求1所述的机械激光同轴加工装置，其特征在于，所述激光聚焦组件包括球透镜和自聚焦透镜，所述激光发生器、球透镜、自聚焦透镜依次连接。3.根据权利要求2所述的机械激光同轴加工装置，其特征在于，所述刀具设置有一供激光通过的通孔，所述通孔沿所述刀具的中轴线贯穿所述刀具上下两端。4.根据权利要求1所述的机械激光同轴加工装置，其特征在于，所述主轴靠近底部的位置还连接有一压力脚。5.根据权利要求1所述的机械激光同轴加工装置，其特征在于，所述刀具的下方设置有一用于放置工件的移动平台，在所述移动平台上还设置有一用于装卸刀具的机械手。6.根据权利要求1所述的机械激光同轴加工装置，其特征在于，所述主轴刀夹内设置有一光纤快速接口，所述刀具内埋设有光纤。7.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑李娟，刘宇翔，王成勇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。