一种立体三组四轴并联台式激光抛光机

一、技术领域：属于激光抛光技术领域，尤其涉及一种台式激光抛光的机。

二、背景技术：

激光抛光技术是新型激光表面处理技术，该技术是利用激光辐照材料表面，通过控制激光能量密度的输入，使基体的表面材料发生熔融形成熔池，熔池中的液态金属在表面张力和材料自身重力的作用下发生流动，填补金属表面凹陷后快速凝固，最终得到理想的光滑表面。与传统的手工抛光、机械抛光方法相比，激光抛光技术具有加工范围广、抛光精度高、可控性强、可实现微细加工、清洁无污染等优点。

在现在工业生产中，小型且具有复杂表面结构的工件随处可见，但是对于这种工件的抛光是异常困难的，这是因为目前应用最广泛的手工抛光、机械抛光技术在遇到沟槽、细微型腔等微结构时，往往是无法触及到的。因此，有效的解决小型且具有复杂表面的工件，对保障产品的质量、提高产品生产效率具有重大的意义。

本发明涉及一种立体三组四轴并联台式激光抛光机，可以实现对小型复杂工件的微细抛光，其结构简单、稳定性好，克服了传统抛光方法的缺点。

三、发明内容：

本发明涉及一种立体三组四轴并联台式激光抛光机，主要包括计算机控制中心与光纤激光器、丝杠滑轨、四轴并联激光抛光装置等。

一种立体三组四轴并联台式激光抛光机，它是采用三个四轴并联激光抛光装置，结合丝杠滑轨产生的直线运动或数控转台产生的旋转运动，实现对小型且具有复杂表面的工件进行多方位无死角的全面抛光。计算机控制中心与光纤激光器包括：计算机控制中心、光纤激光器、传输光纤与电缆；丝杠滑轨主要包括：滑轨、步进电机、丝杠、滑块；四轴并联激光抛光装置主要包括：连接板一、固定支脚一、数控伸缩杆、固定支脚二、连接板二、光纤激光输出头、场镜、振镜、摄像头等。

内容一、设置计算机控制中心与光纤激光器

设置计算机控制中心与光纤激光器，计算机控制中心由计算机与电控箱组成，激光器箱由光纤激光器与电源组成。计算机控制中心安装在光纤激光器上，计算机控制中心与光纤激光器通过信号传输线连接起来，实现二者间的通讯。其中光纤激光器用来输出激光，计算机显示屏用于显示激光抛光过程中的各种参数以及相关各种工作需求。设置传输光缆与电缆，将传输光纤与电缆上端连接在光纤激光器上，下端连接在光纤激光输出头上，其主要用于激光信号的传输。

内容二、设置丝杠滑轨

设置丝杠滑轨，其主要包括：滑轨、步进电机、丝杠、滑块。将滑块通过螺纹拧在丝杠上，用联轴器将丝杠的左侧与步进电机的输出轴连接，再将步进电机、丝杠、滑块构成的整体结构装入滑轨中。在一种立体三组四轴并联台式激光抛光机进行工作时候，步进电机带动丝杠转动，丝杠滑块将丝杠的转动转化为滑块的直线往复运动，滑块上设置有四轴并联激光抛光装置，扩大了激光抛光机的工作范围。由于丝杠滑块结构具有很高的运动精度，因此这也使一种立体三组四轴并联台式激光抛光机的整机在激光抛光工作中具有很好的稳定性。

内容三、设置四轴并联激光抛光装置

设置四轴并联激光抛光装置，其主要包括：连接板一、固定支脚一、数控伸缩杆、固定支脚二、连接板二、光纤激光输出头、场镜、振镜、摄像头等。四根数控伸缩杆它们具有相同的连接方式，以左上数控伸缩杆为例。左上数控伸缩杆的筒体的左侧与焊接在连接板一右侧的固定支脚一连接，左上数控伸缩杆的伸出杆的右侧与焊接在连接板二左侧的固定支脚二连接。光纤激光输出头、场镜均通过螺纹拧入振镜中，并将振镜和摄像头分别通过螺钉固定在连接板二的右侧和上侧。四轴数控推杆之间的夹角大于20°，因此其具有稳定的并联结构。在激光抛光工作中，四根数控伸缩杆可以微调场景与工件之间的相对位置，实现四轴并联激光抛光装置对工件表面的多自由度抛光。

本发明的核心内容：

1.一种立体三组四轴并联台式激光抛光机，它是采用三个四轴并联激光抛光装置，并结合丝杠滑轨产生的直线运动或数控转台产生的旋转运动，实现对小型且具有复杂表面的工件进行多方位无死角的全面抛光。设置计算机控制中心与光纤激光器，其主要包括计算机控制中心、光纤激光器、传输光纤与电缆。其中计算机控制中心安装在光纤激光器上，计算机控制中心与光纤激光器通过信号传输线连接实现通讯。将传输光纤与电缆的上端与光纤激光器连接，下端与光纤激光输出头连接。设置丝杠滑轨，其主要包括滑轨、步进电机、丝杠、滑块。将滑块通过螺纹拧入丝杠，用联轴器将丝杠的左端与步进电机的输出轴连接，再将步进电机、丝杠、滑块构成的整体结构装入滑轨中。设置四轴并联激光抛光装置，主要包括连接板一、固定支脚一、数控伸缩杆、固定支脚二、连接板二、光纤激光输出头、场镜、振镜、摄像头等。其四根数控伸缩杆具有相同的连接方式，以左上数控伸缩杆为例，左上数控伸缩杆的筒体的左侧与焊接在连接板一右侧的固定支脚一连接，左上数控伸缩杆的伸出杆的右侧与焊接在连接板二左侧的固定支脚二连接。光纤激光输出头、场镜均通过螺纹拧入振镜中，并将振镜和摄像头分别通过螺钉固定在连接板二的右侧和上侧。设置一种立体三组四轴并联台式抛光机的整体结构，在底座上的左右两侧分别通过螺钉固定左立丝杠滑轨、右立丝杠滑轨，下数控转台通过螺钉固定在底座上的中间位置。左四轴并联抛光装置、右四轴并联激光抛光装置通过螺钉分别与左立丝杠滑轨、右立丝杠滑轨中的滑块连接。将上横丝杠滑轨置于左立丝杠滑轨、右立丝杠滑轨的上侧，并通过螺钉紧固。在上横丝杠滑轨中的滑块上通过螺钉固定连接板，连接板的另外一侧与上数控转台通过螺钉连接，再将上四轴并联激光抛光装置通过螺钉与上数控转台连接。

2.在工作过程中，在进行激光抛光工作时，操作人员将工件放置于工作台上，再按下计算机控制中心的一键启动按钮，计算机控制中心通过无线控制模块控制丝杠滑轨中的步进电机、上数控转台、下数控转台及摄像头，摄像头从多角度对复杂工件进行全方位扫描拍摄，并将图像实时传回计算机控制中心，待计算机控制中心处理图像，并规划好激光抛光路径后，光纤激光器启动。光纤激光器的激光信号通过传输光纤与电缆传输至光纤激光输出头，激光通过振镜和场镜射出。下数控转台匀低速转动，并带动工作台与工件。丝杠滑轨中的步进电机根据计算机控制中心规划的激光抛光路径带动丝杠转动，左立丝杠滑轨、右立丝杠滑轨上的左四轴并联激光抛光装置、右四轴并联激光抛光装置在滑块的带动下开始在滑轨中往复直线运动，并且各个数控伸缩杆也根据计算机控制中的抛光路径微调场镜与工件的相对位置，对工件进行激光抛光工作。而上四轴并联激光抛光装置由于上数控转台的带动，与左四轴并联激光抛光装置、右四轴并联激光抛光装置相比多出了一个旋转运动，这是因为大多数工件的顶部具有圆的特征，添加转动能够有效的节省这类工件在激光抛光时的工作时长。

四、附图说明：

附图为本专利的结构图，分别为：图1是一种立体三组四轴并联台式抛光机的整体结构图，图2是丝杠滑轨结构图，图3是四轴并联激光抛光装置结构图，其中分别为：1.计算机控制中心，2.传输光纤与电缆，3.光纤激光器，4.上横丝杠滑轨，5.连接板，6.上数控转台，7.上四轴并联激光抛光装置，8.左立丝杠滑轨，9.左四轴并联激光抛光装置，10.工件，11.工作台，12.下数控转台，13.底座，14.右四轴并联激光抛光装置，15.右立丝杠滑轨，16.滑轨，17.步进电机，18.丝杠，19.滑块，20.连接板一，21.固定支脚一，22.左上数控伸缩杆的筒体，23.左上数控伸缩杆的伸出杆，24.固定支脚二，25.连接板二，26.光纤激光输出头，27.场镜，28.振镜，29.摄像头。

五、具体实施方式：

一种立体三组四轴并联台式激光抛光机，本发明的具体实施方式为：设置计算机控制中心与光纤激光器，计算机控制中心1安装在光纤激光器3上，计算机控制中心1与光纤激光器3通过信号传输线连接实现通讯。将传输光纤与电缆2的上端与光纤激光器连接，下端与光纤激光输出头26连接。设置丝杠滑轨，将滑块19通过螺纹拧入丝杠18，用联轴器将丝杠18的左端与步进电机17的输出轴连接，再将步进电机17、丝杠18、滑块19构成的整体结构装入滑轨16中。设置四轴并联激光抛光装置，其四根数控伸缩杆具有相同的连接方式，以左上数控伸缩杆为例，左上数控伸缩杆的筒体22的左侧与焊接在连接板一20右侧的固定支脚一21连接，左上数控伸缩杆的伸出杆23的右侧与焊接在连接板二25左侧的固定支脚二24连接。光纤激光输出头26、场镜27均通过螺纹拧入振镜28中，并将振镜28和摄像头29分别通过螺钉固定在连接板二25的右侧和上侧。设置一种立体三组四轴并联台式抛光机的整体结构，在底座13上的左右两侧分别通过螺钉固定左立丝杠滑轨8、右立丝杠滑轨15，下数控转台12通过螺钉固定在底座13上的中间位置，并将工作台11通过螺钉固定在下数控转台12的上方。左四轴并联抛光装置9、右四轴并联激光抛光装置14通过螺钉分别与左立丝杠滑轨8、右立丝杠滑轨15中的滑块连接。将上横丝杠滑轨4置于左立丝杠滑轨8、右立丝杠滑轨15的上侧，并通过螺钉紧固。在上横丝杠滑轨4中的滑块上通过螺钉固定连接板5，连接板5的另外一侧与上数控转台6通过螺钉连接，再将上四轴并联激光抛光装置7通过螺钉与上数控转台6连接。

工作过程：在进行激光抛光工作时，操作人员将工件10放置于工作台11上，再按下计算机控制中心1的一键启动按钮，计算机控制中心控制丝杠滑轨中的步进电机17、上数控转台6、下数控转台12和各个数控伸缩杆配合摄像头28从多角度对复杂工件进行全方位扫描拍摄，并将图像实时传回计算机控制中心1，待计算机控制中心1处理图像，并规划好激光抛光路径后，光纤激光器3启动。光纤激光器3的激光信号通过传输光纤与电缆2传输至光纤激光输出头26，激光通过振镜28和场镜27射出。下数控转台12匀低速转动，并带动工作台11与工件10。丝杠滑轨中的步进电机17根据计算机控制中心1规划的激光抛光路径带动丝杠18转动，左立丝杠滑轨8、右立丝杠滑轨15上的左四轴并联激光抛光装置9、右四轴并联激光抛光装置14在滑块19的带动下开始在滑轨16中往复直线运动，并且各个数控伸缩杆也根据计算机控制中1的抛光路径微调场镜27与工件10的相对位置，对工件10进行激光抛光工作。而上四轴并联激光抛光装置7由于上数控转台6的带动，与左四轴并联激光抛光装置9、右四轴并联激光抛光装置14相比多出了一个旋转运动，这是因为大多数工件的顶部具有圆的特征，添加转动能够有效的节省这类工件在激光抛光时的工作时长。