【技术实现步骤摘要】
一种自由曲面多激光加工台协同加工装置与方法
[0001]本专利技术属于激光加工
，更具体地，涉及一种自由曲面多激光加工台协同加工装置与方法。
技术介绍
[0002]随着现代工业的高速发展，大型复杂曲面由于几何形状可控且具有优良的工程学特性，广泛应用于航空航天航海、国防或民用交通等领域，而且为了获得光学、力学、电磁学或仿生生物学等特殊性能，常常需要在复杂曲面部件表面加工制备各种功能性的微结构。由于一般曲面部件的总体尺寸(米量级)与所需加工的功能性结构尺寸(微米量级)相比有几百倍的差别，因而属于典型的跨尺寸制造，其加工难度较大，不仅确保制备精度和质量难度大，而且制备时间久，导致制造效率极低。因此，如何实现大型复杂曲面工件的跨尺度高效率和高精度制造是目前精密制造
的一项重要的关键技术。
[0003]激光加工技术具有非接触、加工精度高、速度快、热影响区域小、柔性程度好、可加工材料广泛、易于与数控系统结合等特点，特别适合于难加工的材料(超脆、超软、超硬、超薄)以及复杂曲面零部件表面图形结构的加工制造。目前，用于复杂...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自由曲面多激光加工台协同加工装置，其特征在于，其包括N台“5+3”轴激光扫描加工单元和用于放置待加工的大型复杂曲面工件的高精密旋转台，N台“5+3”轴激光扫描加工单元围绕高精密旋转台呈圆周布置，每台“5+3”轴激光扫描加工单元的有效加工高度不同，N台“5+3”轴激光扫描加工单元按照有效加工高度从高到低沿圆周布置，N台“5+3”轴激光扫描加工单元受外界工控机控制进行加工，工作时，沿待加工的大型复杂曲面工件母线将加工区按照纬度划分成N个环带区，N台“5+3”轴激光扫描加工单元各自负责一个环带区的加工，N台“5+3”轴激光扫描加工单元同时协同扫描加工，完成大型复杂曲面工件的微结构图形的加工制造，其中，大型复杂曲面工件的加工面积至少为一平方米，“5+3”轴激光扫描加工单元的有效加工高度是指其自身用于激光加工的激光束能扫描加工的高度范围，该高度是以基座为起点确定，高精密旋转台是指重复定位精度达到4”旋转台。2.如权利要求1所述的一种自由曲面多激光加工台协同加工装置，其特征在于，每台“5+3”轴激光扫描加工单元包括基座、XYZ高精度三维移动工作台、高精度旋转B轴、摆动A轴和三维激光扫描加工头，其中，XYZ高精度三维移动工作台设置在基座上，其用于实现x、y、z三个方向的直线运动，高精度旋转B轴安装在XYZ高精度三维移动工作台的Z轴上，用于实现360
°
旋转，摆动A轴安装在高精度旋转B轴上，用于实现
±
90
°
摆动，三维激光扫描加工头安装在摆动A轴上，用于实现激光扫描加工。3.如权利要求2所述的一种自由曲面多激光加工台协同加工装置，其特征在于，基座为花岗岩材质，每个花岗岩基座的高度不同，其根据待加工的大型复杂曲面工件高度以及预定的有效加工高度而确定，其沿高精密旋转台的外周均匀布置。4.如权利要求3所述的一种自由曲面多激光加工台协同加工装置，其特征在于，三维激光扫描加工头包括光纤激光器、光路组件、三维扫描组件、定位检测模块、保护吸尘罩、自动对焦模块和光柄接头，其中，光纤激光器用于输出设定波长的脉冲激光束，光路组件设置在光纤激光器出射光方向上，用于将脉冲激光束进行扩束准直，三维扫描组件接收经过扩束准直的脉冲激光束，并用于将该脉冲激光束聚焦，还用于控制聚焦激光束在待加工大型复杂曲面工件上进行三维曲面扫描加工，保护吸尘罩设置在三维扫描组件之后，与出射激光同心同轴，用于阻挡烟雾，保护光学镜片，定位检测模块设置在保护吸尘罩侧面，用于精确定位待加工的大型复杂曲面在加工平台上的位置，自动对焦模块设置在保护吸尘罩侧面，用于确保激光焦点始终位于加工表面上，光柄接头设置在三维激光扫描加工头外壳两侧，用于实现三维激光扫描加工头的旋转。5.如权利要求1
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4任一所述的一种自由曲面多激光加工台协同加工装置，其特征在于，三维扫描组件包括动态调焦模块、二维扫描振镜和扫描聚焦场...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓磊敏，段军，丁雨航，刘翌，杨少睿，杨贵洋，马浩然，刘乐，陈天庭，乔亚庆，熊伟，高辉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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