CN108213966A - 复合加工的加工机及其激光分光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种复合加工的加工机及其激光分光装置，所述复合加工的加工机包含一加工平台、一机械加工装置及一激光分光装置。通过所述激光分光装置可对一加工件产生多个光束，再配合所述机械加工装置能够组合刀具头或供料头，可有效缩短对所述加工件实施复合加工的时间。

Description

复合加工的加工机及其激光分光装置
技术领域
本发明是有关于一种加工机及其激光分光装置，特别是关于应用在计算机数值控制工具机的一种复合加工的加工机及其激光分光装置。
背景技术
传统工具机主要依施工者操作技术来控制机械进给完成加工，因此，产品的精良与否受人为因素影响，且有成本高、生产效率低等缺点。随着计算机数值控制(ComputerNumerical Control,CNC)工具机问世，提供较传统工具机更高加工精确度及低成本、高产能等优点。
一般的计算机数值控制工具机是通过替换不同的刀具头可以进行各种的切削加工，而且在进行切削加工的过程中，在焊接或热处理的过程必须使用其他加工机来操作。特别是针对使用激光的加工方式，例如使用激光熔覆加工时，则必须使用专用的激光工具机来处理。
然而，当整个金属加工过程中有使用到这些激光加工工具机时，需要将被加工的工件在不同的工具机中搬动、固定、加工，然后再重复地拆卸、搬动、固定、加工，导致加工所需的时间大幅的增加。另外，上述的计算机数值控制工具机，欲使用激光加工时需要有换刀动作与时间，而且机械式减法加工与激光的加法加工及激光的减法加工无法同时进行，因而限制了所述计算机数值控制工具机的加工效能。
故，有必要提供改良的一种复合加工的加工机，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明主要目的在于提供一种复合加工的加工机，利用激光分光装置可对加工件产生多个光束，再配合机械加工装置可用以组合刀具头或供料头，可有效缩短对加工件实施复合加工的时间。
为达上述的目的，本发明提供一种复合加工的加工机，所述复合加工的加工机包含一加工平台、一机械加工装置及一激光分光装置；其中所述加工平台用以放置一加工件；所述机械加工装置具有一座体及一主轴，所述主轴安装在所述座体上，且用以组合一刀具头或一供料头；所述激光分光装置设置在所述主轴的一侧，并具有一分光模块及至少二出光口，所述分光模块用以将一激光分为至少二光束，所述出光口用以分别将所述光束输出至所述加工件上，其中所述光束可为一般光束或复数耦合光束。
在本发明的一实施例中，所述分光模块具有一入射镜、一分光盒及至少二传导管路，其中所述入射镜用以汇入所述激光，所述分光盒用以将所述激光分为所述光束，所述传导管路用以分别导引所述光束至所述出光口。
在本发明的一实施例中，所述分光模块还具有多个反射镜，设置在所述传导管路上，用以将所述光束反射至对应的出光口。
在本发明的一实施例中，所述激光分光装置还具有二定位模块，分别设置在所述传导管路上，用以调整每一出光口的一热影响区。
在本发明的一实施例中，所述复合式加工机还具有一移动单元，包含一X轴滑轨及一Y轴滑轨，所述加工平台可移动地组合在所述X轴滑轨上，所述X轴滑轨可移动地组合在所述Y轴滑轨上。
在本发明的一实施例中，所述移动单元还具有一Z轴滑轨，所述机械加工装置的座体可移动地组合在所述Z轴滑轨上。
为达上述的目的，本发明提供另一种激光分光装置，安装在一加工机的一主轴的一侧，所述激光分光装置包含一分光模块及二出光口；其中所述分光模块环绕在所述主轴外，用以将所述一激光分为多个光束，其中所述分光模块具有一入射镜、一分光盒二传导管路，所述入射镜用以汇入所述激光，所述分光盒设置在所述入射镜的一侧，所述传导管路设置在所述分光盒的相对两侧，用以分别导引所述光束；所述出光口分别设置在所述传导管路上，用以将所述光束输出，所述分光盒具有一绕射组件及一分光反射镜，所述绕射组件用以将所述激光分为二光束，所述分光反射镜将所述两光束分别反射至所述传导管路。
在本发明的一实施例中，所述出光口分别位于所述主轴的相对二侧，而且每一出光口之前设置有一聚焦镜。
在本发明的一实施例中，所述激光分光装置还具有二定位模块，分别设置在所述传导管路上，用以调整每一出光口的一热影响区。
在本发明的一实施例中，每一定位模块具有一伸缩部及一旋转部，其中所述伸缩部用以线性调整对应的出光口的热影响区，所述旋转部用以旋转调整对应的出光口的热影响区。
如上所述，利用所述激光分光装置可产生多个光束对所述加工件加工，再配合所述主轴可用以组合所述刀具头或所述供料头，可实施机械的减法加工、激光的减法加工以及激光的加法加工，用以混合机械的减法加工、激光的减法加工以及激光的加法加工而达到复合加工的目的，同时减少多个加工机具的附载及拆换，可有效缩短对所述加工件实施复合加工的时间并提升加工效率。
附图说明
图1是根据本发明复合加工的加工机的一优选实施例的一立体图。
图2是根据本发明复合加工的加工机的一优选实施例的激光分光装置的一立体图。
图3是根据本发明复合加工的加工机的一优选实施例的激光分光装置的一上视图。
图4是根据本发明复合加工的加工机的另一优选实施例的一立体图。
图5及6是根据本发明复合加工的加工机的又一优选实施例的一立体图。
实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图1所示，为本发明复合加工的加工机100的一优选实施例，可应用在一计算机数值控制(Computer Numerical Control,CNC)工具机，其中所述复合加工的加工机100是用以对一加工件101进行加法式或减法式的复合加工，而且所述复合加工的加工机100包含一加工平台2、一机械加工装置3、一激光分光装置4及一移动单元5，本发明将于下文详细说明各组件的细部构造、组装关系及其运作原理。
续参照图1所示，所述加工平台2用以放置所述加工件101，其中所述加工平台2被设置在所述机械加工装置3的下方，而且所述加工平台2与所述机械加工装置3彼此相间隔。
续参照图1所示，所述机械加工装置3具有一座体31及一主轴32，所述主轴32安装在所述座体31上，而且所述主轴32的一底部可组合一刀具头102，其中所述刀具头102可用以安装一铣削加工刀具或一车削加工刀具。
请参照图1至3所示，所述激光分光装置4设置在所述机械加工装置3的主轴32的一侧，其中所述激光分光装置4具有一分光模块41、二出光口42及二定位模块43；所述分光模块41用以将一激光源的激光(未绘示)分为二光束104，所述出光口42分别位于所述主轴32的相对二侧，而且所述出光口42用以分别将所述光束104输出至所述加工件101上，所述定位模块43设置在所述分光模块41上，用以调整每一出光口42的一热影响区105，其中所述光束104可为一般光束或复数耦合光束。
续参照图2、3所示，具体而言，所述分光模块41具有一入射镜411、一分光盒412、二传导管路413及多个反射镜414，其中所述入射镜411用以汇入所述激光源的激光，所述分光盒412设置在所述入射镜411的一侧，用以将所述激光源的激光分为所述光束104，其中，所述分光盒412具有一绕射组件415及一分光反射镜416，所述绕射组件415用以将所述激光分为二光束，所述分光反射镜416将所述两光束分别反射至所述传导管路413，所述传导管路413设置在所述分光盒412的相对两侧，用以分别导引所述光束104至所述出光口42。所述反射镜414设置在所述传导管路413上，用以将所述光束104反射至对应的出光口42，另外，每一出光口42之前设置有一聚焦镜417，用使所述光束104聚焦后再从所述出光口42投射至所述热影响区105。
请参照图2至3所示，进一步来说，每一定位模块43具有一伸缩部431及一旋转部432；如图2所示，所述伸缩部431套设在对应的传导管路413上，可朝箭头方向往复移动而能够线性调整对应的出光口42的热影响区105；另外，所述旋转部432枢接在所述伸缩部431上，可朝箭头方向来回旋转，并通过另一反射镜414’而调整对应的出光口42的热影响区105。
请参照图1所示，所述移动单元5包含一X轴滑轨51、一Y轴滑轨52及一Z轴滑轨53，其中所述加工平台2组合在所述X轴滑轨51上，并且在所述X轴滑轨51上沿着一X轴方向移动，所述X轴滑轨51组合在所述Y轴滑轨52上，并且在所述Y轴滑轨52上沿着一Y轴方向移动；所述机械加工装置3的座体31组合在所述Z轴滑轨53上，并且在所述Z轴滑轨53上沿着一Z轴方向移动，即通过上述的运动，使所述主轴32能够在所述加工件101上方的任何位置移动。
依据上述的结构，如图1所示，首先利用一控制器(未绘示)控制所述移动单元5而调整所述主轴32在所述加工件101上方的位置，接着控制所述定位模块43的伸缩部431及旋转部432，使所述光束104的热影响区105在所述加工件101上移动，通过激光将所述加工件101的材料部分移除。另外，所述主轴32安装的刀具头102也可以通过铣削加工刀具或车削加工刀具实施机械的减法加工，例如：切割、钻孔及铣削，用以达到多种减法加工的目的，同时减少多个加工机具的附载及拆换。
请参照图4所示，在另一实施例中，所述复合加工的加工机100也可仅通过所述激光分光装置4对所述加工件101，即控制所述定位模块43的伸缩部431及旋转部432，使所述光束104的热影响区105在所述加工件101上移动，而对所述加工件101实施激光的减法加工，例如：钻孔、切割、打标以及表面处理。
请参照图5及6所示，在又一实施例中，所述主轴32的一底部可组合一供料头103，其中所述供料头103可将被加工至所述加工件101的材料呈粉状、胶状或线状排出至所述加工件101上。如图5所示，利用所述控制器控制所述定位模块43的伸缩部431及旋转部432，使所述光束104的热影响区105在所述加工件101上移动，同步将所述供料头103的材料106融熔或烧结，以实现激光的加法加工，例如：积层制造、焊接及修补，其中所述材料106被供料的方式可为输出粉状、胶状或线状的材料。如图6所示，通过调整所述光束104的热影响区105，使所述光束104分别实施激光的减法加工，以及激光的加法加工。
如上所述，利用所述激光分光装置4可产生多个光束104对所述加工件101加工，同时再配合所述主轴32可用以组合所述刀具头102或所述供料头103，可实施机械的减法加工、激光的减法加工以及激光的加法加工，用以混合机械的减法加工、激光的减法加工以及激光的加法加工而达到复合加工的目的，同时减少多个加工机具的附载及拆换，可有效缩短加工时间，提升加工效率。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反的，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种复合加工的加工机，其特征在于：所述复合加工的加工机包含：
一加工平台，用以放置一加工件；
一机械加工装置，具有：一座体；及一主轴，安装在所述座体上，且用以组合一刀具头或一供料头；及
一激光分光装置，设置在所述主轴的一侧，并具有：一分光模块，用以将
一激光分为至少二光束；及至少二出光口，用以分别将所述光束输出至所述加工件上。
2.如权利要求1所述的复合加工的加工机，其特征在于：所述分光模块具有：一入射镜，用以汇入所述激光；一分光盒，用以将所述激光分为所述光束；及至少二传导管路，用以分别导引所述光束至所述出光口。
3.如权利要求2所述的复合加工的加工机，其特征在于：所述分光模块还具有多个反射镜，设置在所述传导管路上，用以将所述光束反射至对应的出光口。
4.如权利要求2所述的复合加工的加工机，其特征在于：所述激光分光装置还具有二定位模块，分别设置在所述传导管路上，用以调整每一出光口的一热影响区。
5.如权利要求1所述的复合加工的加工机，其特征在于：所述复合式加工机还具有一移动单元，包含一X轴滑轨及一Y轴滑轨，所述加工平台可移动地组合在所述X轴滑轨上，所述X轴滑轨能够移动地组合在所述Y轴滑轨上。
6.如权利要求5所述的复合加工的加工机，其特征在于：所述移动单元还具有一Z轴滑轨，所述机械加工装置的座体能够移动地组合在所述Z轴滑轨上。
7.一种激光分光装置，安装在一加工机的一主轴的一侧，其特征在于：所述激光分光装置包含：
一分光模块，环绕在所述主轴外，用以将所述一激光分为二个光束，其中所述分光模块具有：一入射镜，用以汇入所述激光；一分光盒，设置在所述入射镜的一侧；及二传导管路，设置在所述分光盒的相对两侧，用以分别导引所述光束，所述分光盒具有：一绕射组件，用以将所述激光分为二光束；及一分光反射镜，将所述两光束分别反射至所述传导管路；及
二出光口，分别设置在所述传导管路上，用以将所述光束输出。
8.如权利要求7所述的激光分光装置，其特征在于：所述出光口分别位于所述主轴的相对二侧，而且每一出光口之前设置有一聚焦镜。
9.如权利要求7所述的激光分光装置，其特征在于：所述激光分光装置还具有二定位模块，分别设置在所述传导管路上，用以调整每一出光口的一热影响区。
10.如权利要求9所述的激光分光装置，其特征在于：每一定位模块具有：一伸缩部，用以线性调整对应的出光口的热影响区；及一旋转部，用以旋转调整对应的出光口的热影响区。
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