CN112676704A - 一种具有多切割头的多工位旋转的激光研磨装置 - Google Patents

Abstract

申请公开一种具有多激光切割头的多工位旋转的激光研磨装置，包括，研磨组件，该研磨组件包括：机架，其通过底座固定于激光研磨装置的本体内，载物台，其呈圆盘状，所述载物台的周向上间隔的设有多工位，所述工位用以容纳待加工的工件，载物台通过连接件固定于旋转的驱动装置，所述驱动装置固定于X/Y位移台，所述X/Y位移台通过第二承载台固定于所述底座上，所述机架的一侧配置有Z方向组件，所述Z方向组件包括：驱动部件M，其输出端连接丝杆的一端，丝杆的螺母通过连接件连接侧板，所述侧板上配置至少有两个激光头，分别对准载物台两侧的工件的中心，基于驱动部件M的驱动带动丝杆旋转进而侧板移动。

Description

一种具有多切割头的多工位旋转的激光研磨装置

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，具体地涉及一种具有多激光头的多工位旋转的激光研磨设备。

背景技术

传统的平面加工技术大多为使用相对于被加工的工件的硬度更高的工具进行铣削或者研磨，也有采用电火花放电进行平面加工，即主要采用铣刀铣削、砂轮、电火花放电或者微粉研磨三类方法。

近来有出现使用激光进行烧蚀，但是激光平面加工的效果不理想，多数为只能加工初始表面为平面的工件，其采用单个激光头，激光与研磨工件成一定的角度，激光焦点在工件表面做匀间距的直线运动或者螺旋运动。由于激光一直作用在一个工件上，在激光功率较大时，会造成工件较大形变，从而影响研磨平面度；激光持续加热工件，造成热损伤层增加；一次上料只能加工一片，甚至只是半片，需要旋转机构或者人工进行反转加工另半片，损失加工效率。另外，激光从待加工的工件左侧入刀时，会切入工件从而造成加工缺陷。

因此，需要一种新的激光研磨装置。

发明内容

为克服上述缺点，本申请的目的在于提供一种新的激光研磨装置，以克服现有加工技术的不足：提高加工平面度，降低热损伤，一次能够装夹多片加工工件。

为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种具有多切割头的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，包括：研磨组件，所述研磨组件包括：

机架，其通过底座固定于激光研磨装置的本体内，

载物台，其呈圆盘状，所述载物台的周向上间隔的设有复数工位，所述工位用以容纳待加工的工件，载物台通过连接件固定于驱动装置，

所述驱动装置固定于X/Y位移台，所述X/Y位移台通过第二承载台固定于所述底座上，

所述机架的一侧配置有Z方向组件，所述Z方向组件包括：

驱动部件M，其输出端连接丝杆的一端，丝杆的另一端通过连接件连接侧板，所述侧板上配置至少有两个激光头，

基于驱动部件M的驱动带动丝杆旋转进而侧板移动，

基于驱动装置的驱动带动所述载物台旋转。这样的设计，载物台上放置多个工件，人工成本降低。装置运行时产生的激光从中心起刀的加工方法，避免左侧入刀的加工缺陷。激光研磨装置运行时基于载物台的旋转多工件间隔的加工(研磨)，使每工件的每道加工后有散热时间，从而减少产品热变形，提高激光研磨平面度。

在一实施方式中，该驱动部件M固定于顶板上，所述顶板连接支架，所述支架的一侧上配置有导轨，所述侧板上设有与导轨匹配的滑块。

在一实施方式中，该侧板上配置有第一激光头及第二激光头，其中，初始时所述第一激光头及第二激光头运行时激光头的光束分别瞄准相对两侧的工件中心的位置。

在一实施方式中，该工件的截面呈圆形，所述圆形的直径不同，且所述工件的中心组合的呈圆形。这样的设计，即使有工件的尺寸与其他的工件大小不一样，但是所有的工件的中心组合处于同一直径的圆上。

在一实施方式中，该被加工的工件为非圆形，侧板上配置有俩激光头(第一激光头及第二激光头)，初始时俩激光头的光束瞄准被加工的工件径向的最宽尺寸，即从最宽处开始加工。

在一实施方式中，该驱动装置为驱动电机，所述驱动电机的输出端连接载物台，基于驱动电机的驱动带动载物台旋转。

在一实施方式中，该驱动装置包括输出端，其通过皮带连接载物台，所述驱动装置电性连接驱动模块，基于所述驱动模块的驱动所述皮带旋转进而带动载物台旋转。

在一实施方式中，该X/Y位移台包括，X位移台及Y位移台，所述驱动装置通过第一承载台固定于X位移台的一侧，所述X位移台的远离所述驱动装置的一侧通过连接件连接Y位移台的一侧，Y位移台的另一侧第二承载台固定于所述底座，

所述X/Y位移台分别配置有直线电机，其分别电性连接驱动模块，

基于驱动模块的驱动使得载物台在X/Y方向上移动至目标位置。

在一实施方式中，该工位上配置有用以固定部，所述固定部用以固定待加工的工件。

在一实施方式中，该侧板上还包括测量机构，用以测量加工的尺寸。

有益效果：

本申请提出的激光研磨装置，一次在平台上放置多个工件，人工成本降低。装置运行时产生的激光从中心起刀的加工方法，避免左侧入刀的加工缺陷。采用双激光头能够避免翻转的步骤，从而省去该机构和对应的人工。激光研磨装置运行时多工件同时加工，使每工件的每道加工后有散热时间，从而减少产品热变形，提高激光研磨平面度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本申请实施例的激光研磨装置的研磨组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本申请提出一种具有多激光切割头的多工位旋转的研磨组件，包括：机架，其通过底座固定于激光研磨装置的本体内，载物台，其呈圆盘状，载物台的周向上间隔的设有多工位，工位用以容纳待加工的工件，载物台通过连接件固定于旋转的驱动装置，驱动装置固定于X/Y位移台，X/Y位移台通过第二承载台固定于底座上，机架的一侧配置有Z方向组件，Z方向组件包括：驱动部件M，其输出端连接丝杆的一端，丝杆的螺母通过连接件连接侧板，侧板上配置至少有俩个激光头，分别对准载物台两侧的工件的中心，基于驱动部件M的驱动带动丝杆旋转进而侧板移动。该方式下，加工(研磨)时从工件的中心起刀开始加工(研磨)，避免了现有研磨方式中从工件的一侧(如左侧)入刀的加工缺陷，载物台的工位上预装有多个工件，实现多工件交替的加工(基于驱动装置的驱动旋转)，使每工件的每道加工后有散热时间，从而减少产品热变形，提高激光研磨平面度。该方式下，装置配置有2个或多个激光头，这样可一次加工2个或多个工件，且从工件的中心起刀开始加工(研磨)。本实施方式中，切割头也称为激光头。

接下来结合附图1来详细的描述本申请实施方式的激光研磨装置。

该激光研磨装置，包括，研磨组件100，

该研磨组件100包括：

机架101，机架101通过底座102固定于激光研磨装置的本体内，

载物台108，其通过连接件固定于驱动装置107，基于驱动装置107的旋转带动载物台108旋转，本实施方式中，载物台108呈圆盘形，其圆周的周向上间隔的工位(1081，…，1086)，该工位用以容纳待加工的工件。驱动装置107，通过第一承载台106固定于X位移台104的一侧，X位移台104的相对一侧通过连接件104a连接的Y位移台103的一侧，Y位移台103的另一侧通过第二承载台105固定于底座102上。较佳的，该驱动装置107为DD电机(直驱电机)，其电性连接驱动模块(图未示)，基于驱动模块的驱动该驱动装置107旋转。

该X/Y位移台分别配置有直线电机，其电性连接驱动模块(图未示)，基于驱动模块的驱动使得载物台在X/Y方向上移动至目标位置。

机架101的一侧配置有Z方向组件，其包括：

驱动部件M，其输出端连接丝杆111的一端，丝杆111上的螺母通过连接件 (图未示)连接侧板109，驱动部件M固定于顶板110上，顶板110上连接支架 113，

该支架113的一侧上配置有导轨112，侧板109上设有与导轨112匹配的滑块(图未示)，基于驱动部件M的驱动带动丝杆111(丝杠)旋转进而带动滑块沿导轨112滑动(即侧板109在Z方向上移动)。本实施方式中，配置一对支架 113，其位于丝杆111的两侧，支架113上分别配置有导轨112。

侧板109上配置有第一激光头及第二激光头(图未示)，其中第一激光头运行时产生第一光束L1，第二激光头运行时产生第二光束L2，本实施方式中，载物台108上均匀配置6个加工工位，第一激光头及第二激光头运行时如第一激光头运行时产生第一光束L1对着1081工位的工件的中心，第二激光头运行时产生第二光束L2对着1084工位的工件的中心，基于驱动装置107的驱动使得载物台108旋转，第一光束L1对着1086工位的工件及第二光束L2对着1083 工位的工件，依次类推进行旋转(如图1中的箭头方向)循环(再结合X/Y位移台的移动使得工件的加工平面上都能被加工到)直至载物台上的工件都加工完成。这样的设计使得每个工件在加工后有散热时间，从而减少产品热变形，提高激光研磨平面度。通过这样的设计，本实施方式的研磨组件加工的成品，加工的平面度在0.04mm以内，克服了原有直线加工的不足。本实施方式中，采用2个激光头能够避免翻转的步骤，从而省去该机构和对应的人工。提高加工的效率。在其他的实施方式中，可采用3个激光头(激光头)，具体视应用的场合而定。本实施方式中，载物台108上配置6个加工工位，以容纳6个工件(其中心组合的圆直径为D，两个激光头分别对准载物台两侧的工件的中心，两中心间的距离也为D)。其他的实施方式中，载物台108上配置4个或8个或10个等加工工位以容纳匹配的工件。在其他的实施方式中，不限制载物台108上配置工位的数量，被加工的工件不一定是圆形，这时满足被加工的工件径向的最宽尺寸，需要放置在两激光头的初始加工位置，即从最宽处开始加工。本实施方式中，载物台的工位上配置有固定部，该固定部用以固定待加工的工件。

在一实施方式中，如图1所示，基于载物台的旋转带动起工位上的工件旋转(如箭头的方向，旋转的同时激光头射出的激光位置不变)，基于X/Y位移台的移动使得工件的加工平面上都能被加工到，基组件的移动使得工件被加工预设的深度。本实施方式中，载物台连接驱动装置，该驱动装置为驱动电机(如，DD电机或其他类型的电机)，基于该电机的驱动带动载物台旋转。或载物台的输出端通过皮带连接至驱动装置的输出部，基于皮带的旋转带动载物台旋转。本实施方式中，配置有2个激光头，第一光束L1对着1081工位的工件及第二光束L2对着1084工位的工件的位置加工完成后第一光束L1对着1086工位的工件及第二光束L2对着工位的工件，依次类推进行旋转(如图1中的箭头方向)。在一实施方式中，该工件的截面呈圆形，圆形的直径相同。所有的工件的中心组合处于同一直径D的圆上。采用2个激光头时，即第一激光头及第二激光头发出的光束分别瞄准两侧的工件中心(此时两光束瞄准的两工件中心的距离也为D)，研磨时激光头位置不动，基于载物台的旋转，第一激光头及第二激光头分别对瞄准的工件进行加工(研磨)。在其他的实施方式中，也可采用3个激光头或多个激光头(此时激光头的光束瞄准的工件中心的组合的圆的直径D1与载物台上所有的工件中心组合的圆的直径D相同即可)。在一实施方式中，该工件的截面呈圆形，该圆形的直径不同，且工件的中心组合的成一圆形。这样的设计，即使有工件的尺寸与其他的工件大小不一样，但是所有的工件的中心组合处于同一直径的圆上。在一实施方式中，被加工的工件不一定是圆形，这时满足被加工的工件径向的最宽尺寸，需要放置在两激光头的初始加工位置，即从最宽处开始加工。

上述实施方式中，X/Y位移台包括直线电机，其连接驱动模块基于驱动器的驱动移动至目标位置。在一实施方式中，光测距仪包括0.1微米光栅尺。

该激光研磨装置还配置有控制模块，该控制模块电性连接驱动模块及激光头，较佳的，控制模块包括多轴联动控制卡，基于指令可控制X/Y位移台按照预设的方向移动。

在一实施方式中，侧板上还包括测量机构，用以测量加工尺寸。较佳的，该测量机构包括光测距仪，其基于指令扫描工件表面高度，并将扫描信息反馈至控制模块。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有多切割头的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，包括：研磨组件，所述研磨组件包括：

机架，其通过底座固定于激光研磨装置的本体内，

载物台，所述载物台的周向上间隔的设有复数工位，所述工位用以容纳待加工的工件，载物台通过连接件固定于驱动装置，

所述驱动装置固定于X/Y位移台，所述X/Y位移台通过第二承载台固定于所述底座上，

所述机架的一侧配置有Z方向组件，所述Z方向组件包括：

驱动部件M，其输出端连接丝杆的一端，丝杆的另一端通过连接件连接侧板，所述侧板上配置至少有两个激光头，

基于驱动部件M的驱动带动丝杆旋转进而侧板移动，

基于驱动装置的驱动带动所述载物台旋转。

2.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，包括，

所述驱动部件M固定于顶板上，所述顶板连接支架，所述支架的一侧上配置有导轨，所述侧板上设有与导轨匹配的滑块。

3.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，包括，

所述侧板上配置有第一激光头及第二激光头，其中，初始时所述第一激光头及第二激光头运行时激光头的光束分别瞄准相对两侧的工件中心的位置。

4.如权利要求3所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，

所述载物台的周向上配置有多个待加工的工件，所述工件的中心组合的呈圆形，且所述工件的中心组合的园的直径与第一激光头及第二激光头运行时激光头的光束分别瞄准相对两侧的工件中心的距离相同。

5.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机，所述驱动电机的输出端连接载物台，

基于驱动电机的驱动带动载物台旋转。

6.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，所述驱动装置包括输出端，其通过皮带连接载物台，所述驱动装置电性连接驱动模块，基于所述驱动模块的驱动所述皮带旋转进而带动载物台旋转。

7.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，

所述X/Y位移台包括，X位移台及Y位移台，所述驱动装置通过第一承载台固定于X位移台的一侧，所述X位移台的远离所述驱动装置的一侧通过连接件连接Y位移台的一侧，Y位移台的另一侧第二承载台固定于所述底座。

8.如权利要求7所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，

所述X/Y位移台分别配置有直线电机，其分别电性连接驱动模块，

基于驱动模块的驱动使得载物台在X/Y方向上移动至目标位置。

9.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，所述工位上配置有固定部，所述固定部用以固定待加工的工件。

10.如权利要求1所述的多工位旋转的激光研磨装置，其特征在于，

所述侧板上还包括测量机构，其用以测量加工的尺寸。

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