CN110614445B - 一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，主要步骤为：1)测量切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y方向的速度V_y。2)若V_x>0，则进入步骤3，若V_x<0，则进入步骤4，若V_x＝0，则进入步骤5；3)计算激光头当前位置和X轴的夹角

激光头旋转角度θ₁＝θ‑θ₀；4)步进电机控制激光头沿正方向旋转180度；旋转后，计算激光头当前位置和X轴的夹角

激光头旋转角度θ₁＝θ‑θ₀；5)若V_y>0，则激光头旋转角度θ₁＝90度，若V_y<0，则激光头旋转角度θ₁＝‑90度；本发明可以适应复杂的加工轨迹，当运动轨迹改变时能实现智能化激光加热辅助切削。

Description

一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法

技术领域

本发明涉及辅助机械加工领域，具体是一种用于激光辅助切削 的激光头旋转角自适应调节方法。

背景技术

随着科学技术的进步，材料科学发展迅速，出现了许多先进的 工程材料，如高温合金、复合材料、钛合金、工程陶瓷等，这些材 料往往强度、刚度、耐热性等物理、化学性能更加突出，能够更好 的满足应用之外，但是，这给加工带来了很大的难题。在使用常规 方法切削加工过程中，会出现切削力增大、切削温度升高、刀具磨 损严重同时加工表面质量得不到保证。一系列的辅助加工技术—— 超声波辅助切削、激光辅助切削等，正在成为解决难加工材料的有 效方法。

激光辅助切削包括激光加热辅助切削和激光断屑辅助切削，激 光加热辅助切削是通过提高工件局部温度，从而改变材料性能，从 而改善材料的可加工性；激光断屑辅助切削是通过在工件表面加工 一道刻痕，破坏工件表面完整性，起到断屑的作用，更有利于排屑， 同时带走更多的热量。激光能量密度高、光斑尺寸较小，入射位置 可控性好，目前，激光加热辅助加工只适用于车削或者铣削直线的 工况，但是在实际加工过程中由于加工轨迹的不确定性，而激光加 工的位置只能落在刀具前方的适宜位置，加工轨迹的正前方；同上， 激光断屑加工过程中激光划刻一条断屑槽，相对于进给速度激光加 工位置可近似为一条直线，激光位置位于刀具前方适宜位置，加工 轨迹的前方，激光直线角度可根据工况适时调整，确定最优角度， 当道具运动轨迹比较复杂时，由于工件的遮挡，激光不能照射到刀 具前方待加工区域，从而不能实现辅助加工；相反，激光会照射到 已加工区域，对已加工区域造成损害，或者照射到短时间内加工不 到的未加工区域造成激光的浪费。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种用于激光 辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，主要包括以下步骤：

1)确定激光头。步进电机控制激光头围绕切削机床主轴旋转。 切削刀具装夹在切削机床主轴上。

优选的，激光头最大运动角度为270度。所述激光头发射激光， 辅助切削刀具对加工工件进行切削。

激光头的光斑直径为

。

建立三维坐标系，并定义激光头零点位置和激光头旋转的正方 向。

进一步，所述激光头围绕切削机床主轴旋转的运行轨迹由激光 头的光斑照射在加工工件表面的照射点和切削刀具之间的距离 D＝[0mm，5mm]、补偿距离D₁＝[0mm，3mm]和激光头与加工工件表 面(108)的垂直距离决定。

所述补偿距离D₁为激光头位于零点位置时激光头的光斑照射在 加工工件表面的照射点与激光头在加工工件表面上的投影点之间的 距离。

进一步，激光头的光斑照射在加工工件表面的照射点和切削刀具之间的最大距离D_max满足下式：

式中，V为切削速度。T_L为加工工件温度。T_min加工工件最低 温度。V_t为加工工件与空气热交换速率。

激光头的光斑照射在加工工件表面的照射点和切削刀具之间的 距离D通过调整角度

来调节。

角度α为激光头和激光头在X-Z平面的投影位置b的夹角。L 为激光头在X-Z平面的投影位置b距离机床主轴中心线的距离。D 为激光头的光斑照射在加工工件表面的照射点和切削刀具之间的距 离。H为激光头和加工工件表面的垂直距离。

当角度α＞＞0时，激光头正方向旋转α度，当角度α≤0时，激光 头反方向旋转α度。

所述补偿距离D₁通过调整角度

来调节。角度β为激 光头和X-Z平面的夹角。

所述当β＞＞0时，激光头顺时针旋转β度，当β≤0时，激光头逆 时针旋转β度。

2)在切削机床主轴的X方向和Y方向分别贴置速度传感器， 实时测量切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y方 向的速度V_y，并发送至控制器。

3)所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x的取 值，若V_x>0，则进入步骤4，若V_x<0，则进入步骤5，若V_x＝0，则 进入步骤6。

4)计算激光头当前位置和X轴的夹角

。激光头相对于切削机床主轴的角度，即激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀为激光头处 于上一次旋转位置时相对于切削机床主轴的角度。θ₀初始值为0。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≤0，则进入步骤7。

5)步进电机控制激光头沿正方向旋转180度。旋转后，计算激 光头当前位置和X轴的夹角

。激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀初始值为180。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≥0，则进入步骤7。

优选的，所述正方向为顺时针方向。所述反方向为逆时针方向。

6)所述控制器实时监测切削机床主轴沿Y方向的速度V_y的取 值，若V_y>0，则激光头旋转角度θ₁＝90度，若V_y<0，则激光头旋转 角度θ₁＝-90度。

7)步进电机控制激光头返回到零点位置，步进电机归零，并返 回步骤3。

本发明的技术效果是毋庸置疑的。本发明首先通过速度传感器 测量机床主轴X方向和Y方向上的速度，并对激光头所在位置建立 与机床相适应的坐标系及参考点；然后以X方向和Y方向的速度为 输入参数，通过正切定理的反函数计算得到激光头应旋转的角度，激光头归零是通过步进电机归零实现的，以保证激光头及接线不会 产生干涉；通过上述步骤可实现智能化激光辅助切削，满足较为复 杂的加工轨迹。本发明可以适应复杂的加工轨迹，当运动轨迹改变 时能实现智能化激光加热辅助切削。

附图说明

图1为激光辅助切削激光头旋转角自适应调节方法流程示意图；

图2为激光加热辅助切削激光头旋转角调自适应节方法原理图；

图3为激光辅助切削激光头旋转角自适应调节方法激光零点位置示意图；

图4为激光辅助切削激光头旋转角自适应调节方法激光位置控制原理图；

图5为激光辅助切削激光头旋转角自适应调节方法加工轨迹误差原理图；

图6为激光辅助切削激光头旋转角自适应调节方法激光误差补偿方法原理图；

图7为加工轨迹为不同方向直线的工作过程示意图；

图8为加工轨迹为曲线时补偿机理图；

图9为加工轨迹为曲线时补偿机理放大图；

图中：机床主轴101，激光头运动轨迹102，激光头当前位置103、 激光头上一次旋转位置104、激光头零点位置105、激光当前位置加 工区域203，激光头上一次旋转位置的加工区域204，激光零点位置 加工区域205、激光头106、刀尖107，机床主轴中心线1011，激光头活动关节1061、加工工件表面108、待放大区域109和激光加热 区域100。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本 发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思 想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换 和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1至图6，一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应 调节方法，主要包括以下步骤：

1)确定激光头106。步进电机控制激光头106围绕切削机床主 轴101旋转。切削刀具装夹在切削机床主轴101上。

优选的，激光头106最大运动角度为270度，旋转时，激光头 活动关节1061带动激光头旋转。

激光头106的光斑直径为

。

建立三维坐标系，并定义激光头零点位置105和激光头106旋 转的正方向。

所述激光头106围绕切削机床主轴101旋转的运行轨迹102由 激光头106的光斑照射在加工工件表面108的照射点和切削刀具之 间的距离D＝[0mm，5mm]、补偿距离D₁＝[0mm，3mm]和激光头106 与加工工件表面108的垂直距离决定；

所述补偿距离D₁为激光头106位于零点位置105时激光头106 的光斑照射在加工工件表面108的照射点与激光头106在加工工件 表面108上的投影点之间的距离。

进一步，激光头106的光斑照射在加工工件表面108的照射点和切削刀具之间的最大距离D_max满足下式：

式中，V为切削速度。T_L为加工工件温度。T_min加工工件最低 温度。V_t为加工工件与空气热交换速率。

激光头106的光斑照射在加工工件表面108的照射点和切削刀 具之间的距离D通过调整角度

来调节。

角度α为激光头106和激光头106在X-Z平面的投影位置b的 夹角。L为激光头106在X-Z平面的投影位置b距离机床主轴中心 线1011的距离。D为激光头106的光斑照射在加工工件表面108的 照射点和切削刀具之间的距离。H为激光头106和加工工件表面108 的垂直距离。

当角度α＞＞0时，激光头106正方向旋转α度，当角度α≤0时， 激光头106反方向旋转α度。

所述补偿距离D₁通过调整角度

来调节。角度β为激 光头106和X-Z平面的夹角。

所述当β＞＞0时，激光头106活动关节顺时针旋转β度，当β≤0 时，激光头106活动关节逆时针旋转β度。

所述激光头106在旋转过程中发射激光，辅助切削刀具对加工 工件进行切削。

2)在切削机床主轴101的X方向和Y方向分别贴置速度传感 器，实时测量切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y 方向的速度V_y，并发送至控制器。

3)所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x的取 值，若V_x>0，则进入步骤4，若V_x<0，则进入步骤5，若V_x＝0，则 进入步骤6。

4)计算激光头当前位置103和X轴的夹角

。激光头 106相对于切削机床主轴101的角度，即激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀ 为激光头106处于上一次旋转位置时相对于切削机床主轴101的角 度。θ₀初始值为0。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≤0，则进入步骤7。

5)步进电机控制激光头106沿正方向旋转180度。旋转后，计 算激光头当前位置103和X轴的夹角

。激光头旋转 角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀初始值为180。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≥0，则进入步骤7。

优选的，所述正方向为顺时针方向。所述反方向为逆时针方向。

6)所述控制器实时监测切削机床主轴沿Y方向的速度V_y的取 值，若V_y>0，则激光头旋转角度θ₁＝90度，若V_y<0，则激光头旋转 角度θ₁＝-90度。

7)步进电机控制激光头106返回到零点位置，步进电机归零， 并返回步骤3。

实施例2：

一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，主要 包括以下步骤：

1)确定激光头106。步进电机控制激光头106围绕切削机床主 轴101旋转。切削刀具装夹在切削机床主轴101上。

2)在切削机床主轴101的X方向和Y方向分别贴置速度传感 器，实时测量切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y 方向的速度V_y，并发送至控制器。

3)所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x的取 值，若V_x>0，则进入步骤4，若V_x<0，则进入步骤5，若V_x＝0，则 进入步骤6。

4)计算激光头当前位置103和X轴的夹角

。激光头 106相对于切削机床主轴101的角度，即激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀ 为激光头106处于上一次旋转位置时相对于切削机床主轴101的角 度。θ₀初始值为0。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≤0，则进入步骤7。

5)步进电机控制激光头106沿正方向旋转180度。旋转后，计 算激光头当前位置103和X轴的夹角

。激光头旋转 角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀初始值为180。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≥0，则进入步骤7。

6)所述控制器实时监测切削机床主轴沿Y方向的速度V_y的取 值，若V_y>0，则激光头旋转角度θ₁＝90度，若V_y<0，则激光头旋转 角度θ₁＝-90度。

7)步进电机控制激光头106返回到零点位置，步进电机归零， 并返回步骤3。

实施例3：

一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，主要 步骤见实施例2，其中，所述激光头106围绕切削机床主轴101旋转 的运行轨迹102由激光头106的光斑照射在加工工件表面108的照 射点和切削刀具之间的距离D＝[0mm，5mm]、补偿距离D₁＝[0mm，3mm]和激光头106与加工工件表面108的垂直距离决定；

所述补偿距离D₁为激光头106位于零点位置105时激光头106 的光斑照射在加工工件表面108的照射点与激光头106在加工工件 表面108上的投影点之间的距离。

进一步，激光头106的光斑照射在加工工件表面108的照射点和切削刀具之间的最大距离D_max满足下式：

式中，V为切削速度。T_L为加工工件温度。T_min加工工件最低 温度。V_t为加工工件与空气热交换速率。

激光头106的光斑照射在加工工件表面108的照射点和切削刀 具之间的距离D通过调整角度

来调节。

角度α为激光头106和激光头106在X-Z平面的投影位置b的 夹角。L为激光头106在X-Z平面的投影位置b距离机床主轴中心 线1011的距离。D为激光头106的光斑照射在加工工件表面108的 照射点和切削刀具之间的距离。H为激光头106和加工工件表面108 的垂直距离。

当角度α＞＞0时，激光头106正方向旋转α度，当角度α≤0时， 激光头106反方向旋转α度。

所述补偿距离D₁通过调整角度

来调节。角度β为激 光头106和X-Z平面的夹角。

所述当β＞＞0时，激光头106活动关节顺时针旋转β度，当β≤0 时，激光头106活动关节逆时针旋转β度。

实施例4：

一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，主要 包括以下步骤：

1)定义机床坐标系为激光头106的坐标系，将激光头106安装 于零点位置105，固定于激光头106夹具上；通过带传动或者齿轮传 动等传动方式，在步进电机的带动下，激光头106可按激光头106 运动轨迹102旋转，为描述简洁，传动比定为1:1，即步进电机的旋 转角度与激光头106绕主轴旋转的角度相同。

2)将速度传感器安装于机床主轴X方向和Y方向，通过速度 传感器，测量机床主轴沿X方向、Y方向的速度，分别记为V_x、V_y， 并发送至控制器。

3)将V_x、V_y作为输入参数，输入可编程控制器，定义顺时针 为激光头106旋转的正方向，初始角度定为0度，通过可编程控制 器按照正切定理的反函数求解激光头106相对于零点位置的角度θ；

进一步，当Vx等于0且V_y大于0时，θ₁等于90度，当Vx等 于0且V_y小于0时，θ₁等于-90度。

进一步，当V_x大于0时，转入步骤4；当Vx小于0时，转入 步骤5；

4)激光头106当前位置角度θ相对于零点位置θ₀按正切定理的 反函数求解，即

；初始角度θ₀＝0。

进一步，激光头106每次旋转的角度θ₁＝θ-θ₀；所述激光头106 每次旋转的角度θ₁即为激光头106在原来位置的基础上需要旋转的 角度。旋转完成后激光头106当前位置角度θ作为下次运动的初始 位置角度θ₀，即θ₀＝θ。

进一步，X方向运动速度方向不变时，循环步骤4；

进一步，X方向运动速度方向改变时，执行步骤6，

5)步进电机按正方向旋转180度，进一步，激光头106当前位 置角度θ相对于零点位置θ₀按正切定理的反函数求解，即

，初始角度θ₀＝180度。

进一步，激光头106每次旋转的角度θ₁＝θ-θ₀；旋转完成后激光 头106当前位置角度θ作为下次运动的初始位置角度θ₀＝θ。

进一步，X方向运动速度方向不变时，循环步骤5；

进一步，X方向运动速度方向改变时，执行步骤6；

6)步进电机归零，执行步骤3。

实施例5：

一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法应用 于激光断屑辅助切削的实验，主要包括以下步骤：

1)确定激光头106；步进电机控制激光头106围绕切削机床 主轴101旋转，利用激光辅助切削刀具的刀尖107对加工工件进行 切削。

激光加热辅助切削过程中，激光加工范围是一个激光光斑区 域，相对于激光头106的位置是固定的，即确定激光头106的位置 即可定位激光加工的区域。

将激光加工区域近似定义为一条直线，参见图3，激光头发射 激光对当前位置加工区域203进行加工。所述加工区域为激光在工 件上照射出来的光斑形状。激光头上一次旋转位置的加工区域如图3 中204所示，激光头零点位置加工区域如图3中205所示。激光头当前位置相对于激光头上一次旋转位置的方向记为W。

激光加工区域形成的激光光斑直线相对于刀具进给方向有一 个最优的夹角，该夹角相对于激光头106是固定的，因此，保证激 光头106位置即可保证激光的加工区域。

参见图5，激光头在X-Z平面的方向最小极限位置记为a，激光 头在X-Z平面的方向垂直位置记为b，激光头在X-Z平面的方向最 大极限位置记为c，激光头在X-Z平面当前位置与垂直位置b的夹 角记为α，激光头所在X-Z平面当前位置与加工平面交点距刀尖的 距离记为D，激光头所在X-Z平面与工件表面交点与刀尖的最大距 离记为d。

2)在切削机床主轴101的X方向和Y方向分别贴置速度传感 器，实时测量切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y 方向的速度V_y，并发送至控制器。

3)所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x的取 值，若V_x>0，则进入步骤4，若V_x<0，则进入步骤5，若V_x，则进 入步骤6。

4)计算激光头当前位置103和X轴的夹角

。激光头 106相对于切削机床主轴101的角度，即激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀ 为激光头106处于上一次旋转位置时相对于切削机床主轴101的角 度。θ₀初始值为0。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≤0，则进入步骤7。

5)步进电机控制激光头106沿正方向旋转180度。旋转后，计 算激光头当前位置103和X轴的夹角

。激光头旋转 角度θ₁＝θ-θ₀。θ₀初始值为180。

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ。

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x ≥0，则进入步骤7。

6)所述控制器实时监测切削机床主轴沿Y方向的速度V_y的取 值，若V_y>0，则激光头旋转角度θ₁＝90度，若V_y<0，则激光头旋转 角度θ₁＝-90度。

7)激光头106返回到零点位置，控制激光头106旋转的步进 电机归零，并返回步骤3。

实施例6：

参见图7，一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节 方法应用于激光断屑辅助切削的实验，主要包括以下步骤：

1)确定激光头106；步进电机控制激光头106围绕切削机床 主轴101旋转，辅助切削刀具对加工工件进行切削。

激光加热辅助切削过程中，激光加工范围是一个激光光斑区 域，相对于激光头106的位置是固定的，即确定激光头106的位置 即可定位激光加工的区域。

激光加热辅助切削过程中，加工轨迹为不同方向直线，如图8 所示，此时在激光加热辅助切削过程中，需根据加工材料及切削参 数确定激光头106相对于刀具的距离D。

2)按照实施例1公开方法控制激光头106旋转角，在加工位置 A至加工位置B过程中，激光的旋转角保持不变，加工到加工位置 B时，主轴X方向、Y方向的速度改变，激光头106绕主轴旋转实 现激光加热辅助切削。

图7中激光头106旋转过程为，在加工位置B时激光头106回 归零点位置，所述X方向速度改变了速度方向；进一步激光头106 逆时针旋转∠ABC。

实施例7：

参见图8和图9，一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适 应调节方法应用于激光断屑辅助切削的实验，主要包括以下步骤：

1)确定激光头106；步进电机控制激光头106围绕切削机床主 轴101旋转，辅助切削刀具对加工工件进行切削

激光加热辅助切削过程中，加工轨迹为曲线，如图8所示，此 时激光加热辅助切削过程中，需根据加工材料及切削参数确定距离 D和补偿距离D₁；

2)图9为图8加工部分局部放大图，图8中待放大区域为109， 图中，加工过程为刀具首先加工加工位置A，然后按照圆弧的运动 轨迹加工加工位置B，最后加工加工位置C，激光头106位置应该 在此运动轨迹中，按照所述具体实施案例1进行加工时，激光加工 位置为激光加热区域100，调节激光偏置距离，也即补偿距离D₁， 使激光加热区域向上移动，即可将加热区域覆盖加工路径。激光偏 置范围为d₁。

图9中，速度方向记为V，激光加热区域过加工位置A的切线 记为E，激光加热区域过加工位置A的切线E与速度方向的夹角记为γ。

3)按照实施例1进行激光加热辅助切削。

Claims (7)

1.一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)确定激光头(106)；步进电机控制激光头(106)围绕切削机床主轴(101)旋转；切削刀具装夹在切削机床主轴(101)上；

建立三维坐标系，并定义激光头零点位置(105)和激光头(106)旋转的正方向；

2)监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y方向的速度V_y，并发送至控制器；

3)所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x的取值，若V_x>0，则进入步骤4，若V_x<0，则进入步骤5，若V_x＝0，则进入步骤6；

4)计算激光头当前位置(103)和X轴的夹角

；激光头(106)相对于切削机床主轴(101)的角度，即激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀；θ₀为激光头(106)处于上一次旋转位置时相对于切削机床主轴(101)的角度；θ₀初始值为0；

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ；

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x≤0，则进入步骤7；

5)步进电机控制激光头(106)沿正方向旋转180度；旋转后，计算激光头当前位置(103)和X轴的夹角

；激光头旋转角度θ₁＝θ-θ₀；θ₀初始值为180；

计算得到激光头旋转角度θ₁后，迭代更新θ₀＝θ；

所述控制器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x，若V_x≥0，则进入步骤7；

6)所述控制器实时监测切削机床主轴沿Y方向的速度V_y的取值，若V_y>0，则激光头旋转角度θ₁＝90度，若V_y<0，则激光头旋转角度θ₁＝-90度；

7)步进电机控制激光头(106)返回到零点位置，步进电机归零，并返回步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于：激光头(106)最大运动角度为270度。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于：所述激光头(106)围绕切削机床主轴(101)旋转的运行轨迹(102)由激光头(106)的光斑照射在加工工件表面(108)的照射点和切削刀具之间的距离D＝[0mm，5mm]、补偿距离D₁＝[0mm，3mm]和激光头(106)与加工工件表面(108)的垂直距离H决定；所述补偿距离D₁为激光头(106)位于零点位置(105)时激光头(106)的光斑照射在加工工件表面(108)的照射点与激光头(106)在加工工件表面(108)上的投影点之间的距离。

4.根据权利要求3所述的一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于：激光头(106)的光斑直径为

。

5.根据权利要求3所述的一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于：激光头(106)的光斑照射在加工工件表面(108)的照射点和切削刀具之间的最大距离D_max满足下式：

；

式中，V为切削速度；T_L为加工工件温度；T_min加工工件最低温度；V_t为加工工件与空气热交换速率。

6.根据权利要求1所述的一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于：所述激光头(106)发射激光，辅助切削刀具对加工工件进行切削。

7.根据权利要求1所述的一种用于激光辅助切削的激光头旋转角自适应调节方法，其特征在于：监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y方向的速度V_y的方法为：在切削机床主轴(101)的X方向和Y方向分别贴置速度传感器，利用速度传感器实时监测切削机床主轴沿X方向的速度V_x和切削机床主轴沿Y方向的速度V_y。

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