CN108213136A - 一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头 - Google Patents

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李国志
王泽民
王哲元
杨晓东
于鑫
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    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
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    • B21D11/22—Auxiliary equipment, e.g. positioning devices

Abstract

本发明涉及一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头。主要解决现有的激光诱导成形设备中的摆角头结构复杂、成本高、控制复杂的问题。其特征在于：所述A轴座（5）上部固定有C轴体（4），C轴体（4）外部通过轴承连接C轴座（3），所述C轴座（3）上通过C轴减速机（2）连接C轴伺服电机（1）；所述A轴座（5）的一侧通过轴承连接有A轴体（9），所述A轴体（9）的轴向与C轴体（4）轴向垂直，A轴体（9）端部连接有激光器（10），且A轴座（5）上通过A轴减速机（7）连接A轴伺服电机（6）。该用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头结构简单、易于装配，方便控制。

Description

一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头
技术领域
本发明涉及机械领域，具体说是一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头。
背景技术
轻量化结构件是航空航天、汽车、轨道交通等领域的一种重要零部件，实现轻量化的技术途径包括：采用高性能轻质材料，目前主要是铝、镁、钛、复合材料等；采用轻量化的结构形式，例如复杂形状、薄壁、空心变截面、整体和带筋结构。轻量化结构件大多属于多筋薄壁整体结构件，整体壁板是由整块板坯加工而成的，不需要采用连接技术而将蒙皮与桁条隔框等加强部分制成一个整体的加筋板件。鉴于整体壁板结构元件的整体性，可以实现零件的等强度设计，提高结构效率和减轻结构重量。因此，整体壁板结构在航天器薄壁结构中具有广阔的应用前景，在现代飞机、运载火箭、空间飞行器等结构中，广泛采用整体壁板结构。为了追求整体壁板结构零部件整体的优越性能和提高气动力外形，往往需要将结构件弯曲成一定外形，这就需要采取合适的弯曲工艺。但是，其结构形式复杂，传统弯曲成形工艺容易导致产生缺陷且成形件的几何精度差。
激光诱导热成形是解决此类零部件成形加工的有效手段之一，该方法是基于材料的热胀冷缩以及受热材料内部组织的膨胀特性，利用激光按一定的轨迹扫描金属板材表面，在热作用区产生强烈的温度梯度，导致非均匀分布的热应力，使金属板材发生塑性变形，以形成所需要的零件形状。
激光诱导柔性热成形装备，其加工特点为非接触、无切削，以激光器作为光源，对工件按预设程序加热扫描，实现壁板的柔性无模成形。激光诱导柔性热成形装备需具有五轴联动功能，其中A、C轴采用摆角头实现。激光器安装在摆角头A轴前端，可随A、C轴摆动。激光器重量轻、不承受切削力，所以摆角头的负载较小，目前的机械式或扭矩电机直驱式摆角头结构复杂，需要气、液等系统共同配合，成本较高，控制复杂。
发明内容
为了克服现有的激光诱导成形设备中的摆角头结构复杂、成本高、控制复杂的不足，本发明提供一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头，该用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头结构简单、易于装配，方便控制。
本发明的技术方案是：一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头，包括A轴座，所述A轴座上部固定有C轴体，C轴体外部通过轴承连接C轴座，所述C轴座上通过C轴减速机连接C轴伺服电机；所述A轴座的一侧通过轴承连接有A轴体，所述A轴体的轴向与C轴体轴向垂直，A轴体端部连接有激光器，且A轴座上通过A轴减速机连接A轴伺服电机。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，C轴伺服电机通过减速机驱动C轴体转动，从而带动A轴座沿C轴旋转；同时，A轴伺服电机驱动A轴体转动，带动激光器沿A轴旋转。从而该激光押解头可以实现A、C轴联动，作为激光诱导柔性热成形与检测装备的关键部件使用，并且结构简单、易于装配，操作方便，可适用于A、C轴不需连续回转、加工空间不受限的热成形装备。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中1-C轴伺服电机，2-C轴减速机，3-C轴座，4-C轴体，5-A轴座，6-A轴伺服电机，7-A轴减速机，8-圆柱滚子轴承，9-A轴体，10-激光器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1所示，一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头，包括A轴座5，所述A轴座5上部通过螺钉固定有C轴体4，C轴体4外部通过一组圆柱滚子轴承8连接C轴座3，所述C轴座3上固定有C轴减速机2，C轴减速机2上连接C轴伺服电机1，C轴座3安装在主机滑枕端部，C轴伺服电机1置于滑枕内部。所述A轴座5的一侧通过一组圆柱滚子轴承8连接有A轴体9，所述A轴体9的轴向与C轴体4轴向垂直，A轴体9端部连接有激光器10，且A轴座5上固定有A轴减速机7，A轴减速机7连接A轴伺服电机6。
A轴伺服电机6驱动A轴减速机7，带动A轴体9转动，从而带动激光器10沿A轴转动。C轴伺服电机1驱动C轴减速机2，带动C轴体4回转，从而带动A轴座5整体沿C轴转动。因此，该激光摆角头可以实现A、C轴联动，作为激光诱导柔性热成形与检测装备的关键部件使用。

Claims (1)

1.一种用于五轴联动柔性热成形设备的激光摆角头，包括A轴座（5），其特征在于：所述A轴座（5）上部固定有C轴体（4），C轴体（4）外部通过轴承连接C轴座（3），所述C轴座（3）上通过C轴减速机（2）连接C轴伺服电机（1）；所述A轴座（5）的一侧通过轴承连接有A轴体（9），所述A轴体（9）的轴向与C轴体（4）轴向垂直，A轴体（9）端部连接有激光器（10），且A轴座（5）上通过A轴减速机（7）连接A轴伺服电机（6）。
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