CN207109086U - 一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机 - Google Patents
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Abstract
一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机，它包括：四波长光纤激光扫描结构、多管喷粉的喷粉针管转换机构与两转动三移动的五自由度数控工作台结构，共三个结构，这三个结构构成了四波长光纤激光聚焦在加工工件球铣刀上的激光熔覆与热处理空间结构。根据红外探测器探测的信号，控制各个波长激光的强弱与频率，由中心控制器驱动光纤激光扫描器控制四波长激光的聚焦点与扫描路径，中心控制器控制喷粉的喷粉针管转换机构实施变换喷粉，中心控制器控制五自由度数控工作台带动加工工件铣刀、镗刀等刀具，实施五自由度运动加工，即实施四波长激光多管喷粉五自由度数控运动的激光热处理与新材料熔覆的工作过程。
Description
技术领域：激光加工与机床刀具制造领域。
背景技术：工业机床刀具制造领域中，刀具的硬度与机械性能决定着刀具的质量与寿命，刀具的硬度与机械性能取决于刀具的材料与热处理，常规方法中，中频或高频炉加热往往是整体的，即使局部加热，也是难以实现精确到厘米范围的加热，指向性很差，为此我们提出一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机，精确到毫米范围，具有精确地指向性。
实用新型内容：
一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机，它包括：四波长光纤激光扫描结构、多管喷粉的喷粉针管转换机构与两转动三移动的五自由度数控工作台结构，共三个结构，这三个结构构成了四波长光纤激光聚焦在加工工件球铣刀上的激光熔覆与热处理空间结构，根据红外探测器探测的信号，控制各个波长的激光的强弱与频率，由中心控制器驱动光纤激光扫描器控制四波长激光的聚焦点与扫描路径，中心控制器控制喷粉的喷粉针管转换机构实施变换喷粉，中心控制器控制五自由度数控工作台带动加工工件铣刀、镗刀等刀具，实施五自由度运动加工，即实施四波长激光多管喷粉五自由度数控运动的激光热处理与新材料熔覆的工作过程。
结构一、整体结构
设置四波长激光多管喷粉五自由度数控台与的激光熔覆与热处理结构，它包括：四波长光纤激光扫描结构、多管喷粉的喷粉针管转换机构与两转动三移动的五自由度数控工作台结构，共三个结构，这三个结构构成了四波长光纤激光聚焦在加工工件球铣刀上的激光熔覆与热处理空间结构，这里以球铣刀为例，包括盘铣刀、弧铣刀、细镗刀，等各种铣刀、镗刀、车刀、铰刀等，都可以实施激光热处理与新材料熔覆的加工。
结构二、四波长光纤激光扫描结构
四波长光纤激光扫描结构包括四波长光纤激光器与四个光纤激光扫描器构成，设置四波长光纤激光器，四波长光纤激光器由465nm光纤激光器I、532nm光纤激光器II、1064nm光纤激光器III与1500nm光纤激光器IV组成，四波长光纤激光器安装在光纤激光器支座上，四波长光纤激光器的四个波长输出端，对应设置安装四个光纤激光扫描器，具体是：465nm光纤激光扫描器I、532nm光纤激光扫描器II，1064nm光纤激光扫描器III与1500nm光纤激光扫描器IV，这四个光纤激光扫描器安装在激光扫描器支座上，在激光扫描器支座上还安装红外探测器。
结构三、多管喷粉的喷粉针管转换机构
设置多管喷粉的喷粉针管转换机构，喷粉针管转换机构构成如下：换针管机构通过左侧的针管卡头夹住工作位的喷粉针管，换针管机构下面设置换针管驱动电机，换针管机构的右侧针管卡头与储存针管机构相连接，储存针管机构通过针管卡头夹住存储位的喷粉针管，储存针管机构下面设置储存针管驱动电机，换针管驱动电机与储存针管驱动电机安装在换针管机构底座上，由此构成了喷粉针管转换机构。
结构四、两转动三移动的五自由度数控工作台
设置两转动三移动的五自由度数控工作台，两转动三移动的五自由度数控工作台构成如下，设置机座，机座左侧竖直安装Z轴移动滑台，Z轴移动滑台上安装着Z轴移动滑块，蜗轮蜗杆减速机的侧面安装在Z轴移动滑块上，蜗轮蜗杆减速机的蜗轮轴上设置蜗轮轴端法兰盘，X轴移动滑台的右端面安装在蜗轮轴端法兰盘上，X轴移动滑台的左端面安装着X轴伺服电机，X轴移动滑台上安装着X轴移动滑块，Y轴移动滑台安装在X轴移动滑块上，Y轴移动滑台的前端安装有Y轴伺服电机，Y轴移动滑台安装着Y 轴移动滑块，Z轴转动的带减速机伺服电机安装在Y轴移动滑块上，三爪卡盘安装在Z 轴转动的带减速机伺服电机的电机轴上，三爪卡盘的卡爪定位夹紧加工工件球铣刀，由此构成了两转动三移动的五自由度数控工作台，还设置中心控制器。
工作过程：
四波长激光多管喷粉五自由度数控的激光熔覆与热处理过程，四波长光纤激光器发射465nm光纤激光、532nm光纤激光、1064nm光纤激光与1500nm光纤激光，各自经由465nm光纤激光扫描器I、532nm光纤激光扫描器II，1064nm光纤激光扫描器III与 nm光纤激光扫描器IV扫描聚焦到加工工件球铣刀上，由中心控制器根据红外探测器探测的信号，控制各个波长的激光的强弱与频率，由中心控制器驱动光纤激光扫描器控制四波长激光的聚焦点与扫描路径，中心控制器控制喷粉的喷粉针管转换机构实施变换喷粉，中心控制器控制五自由度数控工作台带动加工工件球铣刀实施五自由度运动加工，实施选择性指向性热处理与激光熔覆，实现渐变与阶梯硬度与机械性能的分布，即实施四波长激光多管喷粉五自由度数控运动的激光热处理与新材料熔覆的工作过程。
核心内容：设置四波长激光多管喷粉五自由度数控台与的激光熔覆与热处理结构，它包括：四波长光纤激光扫描结构、多管喷粉的喷粉针管转换机构与两转动三移动的五自由度数控工作台结构，共三个结构，这三个结构构成了四波长光纤激光聚焦在加工工件球铣刀上的激光熔覆与热处理空间结构，四波长光纤激光扫描结构包括四波长光纤激光器与四个光纤激光扫描器构成，设置四波长光纤激光器，四波长光纤激光器由465nm 光纤激光器I、532nm光纤激光器II、1064nm光纤激光器III与1500nm光纤激光器IV组成，四波长光纤激光器安装在光纤激光器支座上，四波长光纤激光器的四个波长输出端，对应设置安装四个光纤激光扫描器，具体是：465nm光纤激光扫描器I、532nm光纤激光扫描器II，1064nm光纤激光扫描器III与1500nm光纤激光扫描器IV，这四个光纤激光扫描器安装在激光扫描器支座上，在激光扫描器支座上还安装红外探测器，设置多管喷粉的喷粉针管转换机构，喷粉针管转换机构构成如下：换针管机构通过左侧的针管卡头夹住工作位的喷粉针管，换针管机构下面设置换针管驱动电机，换针管机构的右侧针管卡头与储存针管机构相连接，储存针管机构通过针管卡头夹住存储位的喷粉针管，储存针管机构下面设置储存针管驱动电机，换针管驱动电机与储存针管驱动电机安装在换针管机构底座上，由此构成了喷粉针管转换机构，设置两转动三移动的五自由度数控工作台，两转动三移动的五自由度数控工作台构成如下，设置机座，机座左侧竖直安装 Z轴移动滑台，Z轴移动滑台上安装着Z轴移动滑块，蜗轮蜗杆减速机的侧面安装在Z 轴移动滑块上，蜗轮蜗杆减速机的蜗轮轴上设置蜗轮轴端法兰盘，X轴移动滑台的右端面安装在蜗轮轴端法兰盘上，X轴移动滑台的左端面安装着X轴伺服电机，X轴移动滑台上安装着X轴移动滑块，Y轴移动滑台安装在X轴移动滑块上，Y轴移动滑台的前端安装有Y轴伺服电机，Y轴移动滑台安装着Y轴移动滑块，Z轴转动的带减速机伺服电机安装在Y轴移动滑块上，三爪卡盘安装在Z轴转动的带减速机伺服电机的电机轴上，三爪卡盘的卡爪定位夹紧加工工件球铣刀，由此构成了两转动三移动的五自由度数控工作台，还设置中心控制器。
附图说明：附图是实用新型的结构图，其中，1、465nm光纤激光器I，2、532nm 光纤激光器II，3、1064nm光纤激光器III，4、1500nm光纤激光器IV，5、光纤激光器支架，6、存储位的喷粉针管，7、激光扫描器支座，8、465nm光纤激光扫描器I，9、532nm 光纤激光扫描器II，10、红外探测器，11、1500nm光纤激光扫描器IV，12、1064nm光纤激光扫描器III，13、激光束，14、加工工件球铣刀，15、卡爪，16、三爪卡盘，17、 Z轴转动的带减速机伺服电机，18、Y轴移动滑块，19、Y轴移动滑台，20、X轴伺服电机，21、Y轴伺服电机，22、X轴移动滑块，23、X轴移动滑台，24、蜗轮轴端法兰盘， 25、蜗轮轴，26、蜗轮蜗杆减速机，27、蜗杆轴伺服电机，28、机座，29、中心控制器， 30、Z轴移动滑块，31、Z轴移动滑台，32、两转动三移动的五自由度数控工作台，33、 Z轴伺服电机，34、工作位的喷粉针管，35、换针管驱动电机，36、换针管机构，37、换针管机构底座，38、储存针管驱动电机，39储存针管机构，40、针管卡头，41、四波长光纤激光器。
具体实施方式：
结合附图，说明一下具体实施方式，设置四波长激光多管喷粉五自由度数控台与的激光熔覆与热处理结构，它包括：四波长光纤激光扫描结构、多管喷粉的喷粉针管转换机构与两转动三移动的五自由度数控工作台结构，共三个结构，这三个结构构成了四波长光纤激光聚焦在加工工件球铣刀14上的激光熔覆与热处理空间结构，四波长光纤激光扫描结构包括四波长光纤激光器41与四个光纤激光扫描器构成，设置四波长光纤激光器41，四波长光纤激光器41由465nm光纤激光器I 1、532nm光纤激光器II 2、1064nm 光纤激光器III3与1500nm光纤激光器IV4组成，四波长光纤激光器41安装在光纤激光器支座5上，四波长光纤激光器41的四个波长输出端，对应设置安装四个光纤激光扫描器，具体是：465nm光纤激光扫描器I 8、532nm光纤激光扫描器II 9，1064nm光纤激光扫描器III12与1500nm光纤激光扫描器IV 11，这四个光纤激光扫描器安装在激光扫描器支座7上，在激光扫描器支座7上还安装红外探测器10，设置多管喷粉的喷粉针管转换机构，喷粉针管转换机构构成如下：换针管机构36通过左侧的针管卡头40夹住工作位的喷粉针管34，换针管机构36下面设置换针管驱动电机35，换针管机构36 的右侧针管卡头40与储存针管机构39相连接，储存针管机构39通过针管卡头40夹住存储位的喷粉针管6，储存针管机构39下面设置储存针管驱动电机38，换针管驱动电机35与储存针管驱动电机38安装在换针管机构底座37上，由此构成了喷粉针管转换机构，设置两转动三移动的五自由度数控工作台32，两转动三移动的五自由度数控工作台32构成如下，设置机座28，机座28左侧竖直安装Z轴移动滑台31，Z轴移动滑台31上安装着Z轴移动滑块30，蜗轮蜗杆减速机26的侧面安装在Z轴移动滑块30 上，蜗轮蜗杆减速机26的蜗轮轴25上设置蜗轮轴端法兰盘24，X轴移动滑台23的右端面安装在蜗轮轴端法兰盘24上，X轴移动滑台23的左端面安装着X轴伺服电机20， X轴移动滑台23上安装着X轴移动滑块22，Y轴移动滑台19安装在X轴移动滑块22 上，Y轴移动滑台19的前端安装有Y轴伺服电机21，Y轴移动滑台19安装着Y轴移动滑块18，Z轴转动的带减速机伺服电机17安装在Y轴移动滑块18上，三爪卡盘16安装在Z轴转动的带减速机伺服电机17的电机轴上，三爪卡盘16的卡爪15定位夹紧加工工件球铣刀14，由此构成了两转动三移动的五自由度数控工作台32，还设置中心控制器29。工作过程，四波长激光多管喷粉五自由度数控的激光熔覆与热处理过程，四波长光纤激光器41发射465nm光纤激光、532nm光纤激光、1064nm光纤激光与1500nm光纤激光，各自经由465nm光纤激光扫描器I 8、532nm光纤激光扫描器II 9，1064nm光纤激光扫描器III12与1500nm光纤激光扫描器IV 11扫描聚焦到加工工件球铣刀14上，由中心控制器29根据红外探测器10探测的信号，控制各个波长的激光的强弱与频率，由中心控制器驱动光纤激光扫描器控制四波长激光的聚焦点与扫描路径，中心控制器 29控制喷粉的喷粉针管转换机构实施变换喷粉，中心控制器控制五自由度数控工作台带动加工工件球铣刀14实施五自由度运动加工，即实施四波长激光多管喷粉五自由度数控运动的激光热处理与新材料熔覆的工作过程。
Claims (1)
1.一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机，其特征为，设置四波长激光多管喷粉五自由度数控台与的激光熔覆与热处理结构，它包括：四波长光纤激光扫描结构、多管喷粉的喷粉针管转换机构与两转动三移动的五自由度数控工作台结构，共三个结构，这三个结构构成了四波长光纤激光聚焦在加工工件球铣刀上的激光熔覆与热处理空间结构，四波长光纤激光扫描结构包括四波长光纤激光器与四个光纤激光扫描器构成，设置四波长光纤激光器，四波长光纤激光器由465nm光纤激光器I、532nm光纤激光器II、1064nm光纤激光器III与1500nm光纤激光器IV组成，四波长光纤激光器安装在光纤激光器支座上，四波长光纤激光器的四个波长输出端，对应设置安装四个光纤激光扫描器，具体是：465nm光纤激光扫描器I、532nm光纤激光扫描器II，1064nm光纤激光扫描器III与1500nm光纤激光扫描器IV，这四个光纤激光扫描器安装在激光扫描器支座上，在激光扫描器支座上还安装红外探测器，设置多管喷粉的喷粉针管转换机构，喷粉针管转换机构构成如下：换针管机构通过左侧的针管卡头夹住工作位的喷粉针管，换针管机构下面设置换针管驱动电机，换针管机构的右侧针管卡头与储存针管机构相连接，储存针管机构通过针管卡头夹住存储位的喷粉针管，储存针管机构下面设置储存针管驱动电机，换针管驱动电机与储存针管驱动电机安装在换针管机构底座上，由此构成了喷粉针管转换机构，设置两转动三移动的五自由度数控工作台，两转动三移动的五自由度数控工作台构成如下，设置机座，机座左侧竖直安装Z轴移动滑台，Z轴移动滑台上安装着Z轴移动滑块，蜗轮蜗杆减速机的侧面安装在Z轴移动滑块上，蜗轮蜗杆减速机的蜗轮轴上设置蜗轮轴端法兰盘，X轴移动滑台的右端面安装在蜗轮轴端法兰盘上，X轴移动滑台的左端面安装着X轴伺服电机，X轴移动滑台上安装着X轴移动滑块，Y轴移动滑台安装在X轴移动滑块上，Y轴移动滑台的前端安装有Y轴伺服电机，Y轴移动滑台安装着Y轴移动滑块，Z轴转动的带减速机伺服电机安装在Y轴移动滑块上，三爪卡盘安装在Z轴转动的带减速机伺服电机的电机轴上，三爪卡盘的卡爪定位夹紧加工工件球铣刀，由此构成了两转动三移动的五自由度数控工作台，还设置中心控制器。
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|---|---|---|---|
| CN201720759711.6U CN207109086U (zh) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | 一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207109086U true CN207109086U (zh) | 2018-03-16 |
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| CN201720759711.6U Active CN207109086U (zh) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | 一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机 |
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|---|---|
| CN (1) | CN207109086U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107119271A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-01 | 江苏双阳机械科技有限公司 | 一种工业刀机具激光新材料熔覆与精密热处理与热处理机 |
| CN108637915A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-12 | 苏州亨允晟机电科技有限公司 | 一种水射流的冲孔和/或切割机构 |
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- 2017-06-21 CN CN201720759711.6U patent/CN207109086U/zh active Active
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| CN108637915B (zh) * | 2018-05-14 | 2019-05-10 | 南京鼎久机械装备有限公司 | 一种高压水射流的冲孔和/或切割机构及其使用方法 |
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