[发明专利]曲面激光热处理装置及控制激光光斑位姿的方法

权利要求书

1.一种曲面激光热处理装置，包括安装在工作台上的机床主机、安装在机床主机上的激光器发射装置、驱动机床主机各旋转轴转动的伺服驱动装置、控制伺服驱动装置的计算机数控系统；工作台上还装有滑道，滑道上配有用于承装工件的滑台，其特征在于：机床主机包括底座、安装在底座上的A旋转轴，第一转臂和第二转臂，第一转臂的一端与A旋转轴相连，另一端通过B旋转轴与第二转臂的一端相连，第二转臂的另一端通过C旋转轴与激光器发射装置相连，滑道与A、B、C三旋转轴的轴线方向均平行，激光器发射装置与工件的表面保持垂直。

2.一种利用权利要求1所述的装置实现激光光斑位姿的控制方法，其特征在于：控制C旋转轴转动保证激光束垂直工件曲面切向，控制A、B旋转轴联动保证激光聚焦镜中心与工件曲面线等距，控制A、B、C三旋转轴联动保证激光光斑在工件曲面上的切向线速度大小恒定。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：具体的计算步骤为(1)采用三次B样条曲线对曲面轮廓进行拟合；(2)曲面轮廓等距线的计算；(3)曲面轮廓轨迹扫描过程中各关节角度的计算；(4)A、B、C三旋转轴角速度的计算。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：步骤(4)中，A、B、C三旋转轴角速度的计算过程是先计算C旋转轴的角速度，再通过三连杆雅可比矩阵计算A、B旋转轴的角速度。

5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于：步骤(4)中，采用计算机语言编制计算程序，计算出A、B、C三旋转轴角速度的值，并对激光加工机床进行控制。