CN105149775B - 一种对异形侧面的匀速加工方法 - Google Patents

一种对异形侧面的匀速加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种对异形侧面的匀速加工方法，使工件相对于激光束做匀速运动并且利用激光进行加工而完成对异形侧面的加工行为，其特征在于，所述加工方法的主要工作件包括凸透镜激光束，工件和工作台，所述工作台带动其上的工件进行移动，所述工作台的移动分为X轴方向，Y轴方向和以旋转中心为轴心的W可控旋转轴，所述激光束位置固定，所述移动行为皆为匀速运动。

Description

一种对异形侧面的匀速加工方法
技术领域
本发明涉及加工方法领域，特别是指一种对异形侧面的匀速加工方法。
背景技术
对于非圆形侧面的加工方法不多，目前使用得最多的是六轴关节式机器人或者人工操作来完成该侧面的加工，而这些方法有一下缺点：
1、成本高：六轴关节式机器人由于制造和加工难度大所以造成其成本高。
2、程序过于复杂：用六轴关节机器人对异形侧面加工时需要多轴同时联动，对操作者的要求极高，一般不适用多品种小批量加工模式。
发明内容
本发明提出一种对异形侧面的匀速加工方法，解决了现有技术中的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种对异形侧面的匀速加工方法，使工件相对于激光束做匀速运动并且利用激光进行加工而完成对异形侧面的加工行为，所述加工方法的主要工作件包括凸透镜激光束，工件和工作台，所述工作台带动其上的工件进行移动，所述工作台的移动分为X轴方向，Y轴方向和以旋转中心为轴心的W可控旋转轴，所述激光束位置固定，所述移动行为皆为匀速运动。
作为优选，所述的加工方法包括以下步骤：a调整激光焦点与工作台之间的位置，保证激光焦点位于旋转中心上方合适位置；b将工件放于工作台上，保证工件的倒角中心与旋转中心重合，工件摆放在工作台上时要摆正，长边短边分别于X轴Y轴平行；c.将激光焦点对准工件的加工第一侧面；d.开启激光束，同时工作台带动工件进行X轴方向和Y轴方向中的一种方向的运动，直至完成第一侧面从头至尾的加工；e对于倒角和圆弧中的一种形式的加工，当激光束位于直线边与倒角边或圆弧边相切位置时，此时的旋转中心与倒角中心或圆弧中心重合，上一步中的方向运动停止，W轴匀速旋转，激光束对工件的倒角或圆弧进行加工；f.待e步骤完成后激光焦点落于加工第二侧面的起点，重新控制X轴和Y轴中的一种完成所需直线加工行为。
作为优选，所述的加工过程包括单轴运动和直线插补运动。
作为优选，所述的加工模式是为焊接，切割，点胶，抛光中的一种。
作为优选，所述的加工第一侧面与加工第二侧面相邻，所述加工第一侧面与加工第二侧面中间存在圆弧，角度，倒角中的一种。
作为优选，所述的匀速加工方法的设备中包括传感器和PLC空间，对工件进行自动测量长宽形状，从而传回数据给PLC系统直接发出行为指令。
作为优选，所述的其中一种方法为加工效果可重复一次以上。
在实际应用过程中我们经常碰到需要对长方形、跑道形、椭圆形、六边形等多种非圆型侧面进行匀速加工：如焊接、封胶、抛光等工艺，如方形锂电池的激光焊接、方形钣金件侧面的焊接，手机柔性曲面屏的内框封胶、手机外壳的抛光等工艺。
有益效果
本发明的工艺方法提出一种新的加工工艺模式，程序简单便于操作，结构成本低，不限于产品的材料。在实际使用中大大缩短了加工时间，减少能源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例的初始工件位置示意图；
图2为本发明一种实施例中加工过工件一边的位置示意图；
图3为本发明一种实施例中转盘转动后工件位置示意图。
图中，凸透镜1，激光焦点11，工件2，旋转中心3，工作台4，X轴5，Y轴6，W轴7，倒角20，加工第一侧面211～212，加工第二侧面221～222，加工第三侧面231～233。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种对异形侧面的匀速加工方法，使工件相对于激光束做匀速运动并且利用激光进行加工而完成对异形侧面的加工行为，所述加工方法的主要工作件包括凸透镜激光束1，工件2和工作台4，所述工作台4带动其上的工件2进行移动，所述工作台4的移动分为X轴5方向，Y轴6方向和以旋转中心3为轴心的可控旋转轴W轴7，所述激光束位置固定，所述移动行为皆为匀速运动。
作为优选，所述的加工方法包括以下步骤：a调整激光焦点11与工作台4之间的位置，保证激光焦点11位于旋转中心3上方合适位置；b将工件放于工作台上，保证工件的倒角中心与旋转中心重合，工件摆放在工作台上时要摆正，长边短边分别于X轴Y轴平行；c.将激光焦点对准工件的加工第一侧面；d.开启激光束，同时工作台带动工件进行X轴方向和Y轴方向中的一种方向的运动，直至完成第一侧面从头至尾的加工211～212；e对于工件倒角20和圆弧中的一种形式的加工，当激光束位于直线边与倒角边或圆弧边相切位置时，此时的旋转中心与倒角中心或圆弧中心重合，上一步中的方向运动停止，如图3，W轴匀速旋转，激光束对工件的倒角或圆弧进行加工；f.待e步骤完成后激光焦点落于加工第二侧的起点221，重新控制X轴和Y轴中的一种完成所需直线加工行为。
作为优选，所述的加工过程包括单轴运动和直线插补运动。
作为优选，所述的加工模式是为焊接，切割，点胶，抛光中的一种。
作为优选，所述的加工第一侧面与加工第二侧面相邻，所述加工第一侧面与加工第二侧面中间存在圆弧，角度，倒角中的一种。
作为优选，所述的匀速加工方法的设备中包括传感器和PLC空间，对工件进行自动测量长宽形状，从而传回数据给PLC系统直接发出行为指令。
作为优选，所述的其中一种方法为加工效果可重复一次以上。
本发明的核心在W可控旋转轴的基础上建立X、Y的坐标系，如图1所示，调整激光焦点与W旋转平台之间的位置，保证激光焦点位位于W中心点正上方合适位置即可，通过X、Y轴数字控制运动将长方形的电池运动至图中所示位置
X轴以V的匀速向有运动，带动电池运动至右侧，如图2所示意位置。随即X轴停止运动、W轴以旋转中心顺时钟运动90度，运动速度保持圆角的线速度＝V,此时整个运动平台到达如图3所示位置，X、Y坐标系则在W轴上旋转了90度，然后Y轴再以V的速度向右运动，重复前述动作，可以方便的完成整个电池的激光匀速焊接。
由于整个运动过程中只有单轴运动(3轴分别运动)和直线插补功能，会大幅度降低侧面匀速加工运动的成本和操作难度，通过预设运动轨迹的方法可以大大简化编程的工作量，即使普通员工也可以完成产品型号的切换工作、能完全匹配工业4.0时代的要求。
将执行的激光焊接切换成其他加工模式，如普通焊接、点胶、抛光等，改变执行轨迹的外形等，该运动系统也能完全适用其匀速运动的要求，在坐标系垂直方向增加一个轴带动加工执行物体运动则可以适配异形体的空间侧面加工，如柔性屏手机内框封胶等、钣金外框的自动焊接等，基于以上方法实现的都应该为本专利保护的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种对异形侧面的匀速加工方法，使工件相对于激光束做匀速运动并且利用激光进行加工而完成对异形侧面的加工行为，其特征在于，所述加工方法的主要工作件包括凸透镜激光束、工件和工作台，所述工作台带动其上的工件进行移动，所述工作台的移动分为X轴方向、Y轴方向和以旋转中心为轴心的W可控旋转轴，所述激光束位置固定，移动行为皆为匀速运动；加工过程包括单轴运动和直线插补运动，所述加工方法包括以下步骤：a调整激光焦点与工作台之间的位置，保证激光焦点位于旋转中心上方合适位置；b将工件放于工作台上，保证工件的倒角中心与旋转中心重合，工件摆放在工作台上时要摆正，长边短边分别与X轴Y轴平行；c.将激光焦点对准工件的加工第一侧面；d.开启激光束，同时工作台带动工件进行X轴方向和Y轴方向中的一种方向的运动，直至完成第一侧面从头至尾的加工；e对于倒角和圆弧中的一种形式的加工，当激光束位于直线边与倒角边或圆弧边相切位置时，此时的旋转中心与倒角中心或圆弧中心重合，上一步中的方向运动停止，W可控旋转轴匀速旋转，激光束对工件的倒角或圆弧进行加工；f.待e步骤完成后激光焦点落于加工第二侧面的起点，重新控制X轴和Y轴中的一种完成所需直线加工行为，所述的加工第一侧面与加工第二侧面相邻，所述加工第一侧面与加工第二侧面中间存在圆弧、角度和倒角中的一种；加工模式是为焊接、切割、点胶和抛光中的一种；所述的匀速加工方法的设备中包括传感器和PLC系统，对工件进行自动测量长宽形状，从而传回数据给PLC系统直接发出行为指令。
2.根据权利要求1中的一种对异形侧面的匀速加工方法，其特征在于，其中一种方法为加工效果可重复一次以上。
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