[发明专利]侧曲面激光淬火时光斑位姿的控制方法

权利要求书

1.一种在四轴三联动激光加工机床上对工件侧曲面进行激光淬火时矩形光斑位姿控制方法，其特征在于矩形光斑预期扫描位姿应满足的三个技术条件是：

(1)特定大小矩形光斑的中心G_C必须沿工件上预定侧曲线扫描，即轨迹条件；

(2)特定矩形光斑中心G_C沿工件上预定侧曲线扫描时的相对切向线速度大小不变，即匀速条件；

(3)激光束必须沿工件上预定侧曲线各点处的法线方向照射，即方向条件。

2.根据权利要求1所述的激光淬火时矩形光斑位姿控制方法，其特征在于具体的步骤是：

(1)三轴位移增量Δz_i、Δx_i、Δ_i和同步移动速度v_i的计算；

(2)数控程序的数字化编程；

(3)工件安装和起光位置设定；

(4)淬火操作，执行控制程序。

3.根据权利要求1、2所述的激光淬火时矩形光斑位姿控制方法，其特征在于所述的三轴位移增量Δz_i、Δx_i、Δ_i和同步移动速度v_i的计算方法是：

(1)在工件坐标系zox中写出淬火侧曲线的参数方程；

(2)确定淬火曲线上起光起点M₀、终光点M_e的坐标，计算起光点M₀的单位法矢与z轴正向的夹角α₀；

(3)确定淬火速度v_C和淬火分段数n，计算每个扫描点的坐标及扫描各个子段的时间Δt_i；

(4)计算从起光点M₀扫描到任一分点M_i+1的三轴位移量_z0，i+1、x_0，i+1和_i+1，从M_i点扫描到M_i+1点时所需的三轴位移增量Δz_i＝z_0，i+1-z_0，i，Δx_i＝x_0，i+1-x_0，i，Δ_i＝_i+1-_i，以及三轴联动时所需控制的同步移动速度$v_i=\sqrt{\mathrm{\Δ}{z}_i^2+\mathrm{\Δ}{x}_i^2}/\mathrm{\Δ}{t}_i$(i＝0，1，...，n-1)；并将三轴位移增量和同步移动速度的值存储在一个二维数组中。