[发明专利]一种激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置及其方法

权利要求书

1.一种激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统和碟形件控制系统；

所述脉冲激光产生系统包括可拆卸安装在固定孔系基座(1)上的第一保持架(3)、安装在第一保持架(3)上的平面反射镜(9)和调焦镜(8)，以及脉冲激光器(13)；所述脉冲激光器(13)把光直射到所述平面反射镜(9)上，所述平面反射镜(9)在调焦镜(8)的正上方，且把光反射到调焦镜(8)上；

所述碟形件成形系统设置在所述调焦镜(8)的下方；所述碟形件成形系统包括落料力控制夹(7)、工艺布置机构(6)、模具(5)和三坐标移动平台(2)；所述工艺布置机构(6)包括从上到下依次叠加的透明约束层(21)、黑漆吸收层(20)、柔性薄膜(19)和金属薄板(18)；所述落料力控制夹(7)呈“回”字形，中间为方形的第四通孔(27)，所述落料力控制夹(7)平整地压在透明约束层(21)之上；所述模具(5)为可装配、多工艺成形模具；

所述工艺布置机构(6)水平放置在模具(5)上，所述模具(5)与下方的三坐标移动平台(2)可拆卸连接，所述三坐标移动平台(2)通过螺钉固定在固定孔系基座(1)上面；

所述碟形件控制系统包括脉冲激光控制器(14)、工业计算机(15)和伺服电机控制系统(17)；所述脉冲激光控制器(14)的一端与脉冲激光器(13)电连接，另一端与工业计算机(15)电连接，脉冲激光控制器(14)用于控制脉冲激光器(13)的功率密度和脉冲发射频率；所述伺服电机控制系统(17)的一端与工业计算机(15)电连接，另一端与三坐标移动平台(2)电连接；工业计算机(15)通过脉冲激光控制器(14)控制脉冲激光器(13)的工作，工业计算机(15)通过伺服电机控制系统(17)控制三坐标移动平台(2)的移动；

所述模具(5)包括微拉深冲孔组合模(22)和微落料凹模(23)；所述微拉深冲孔组合模(22)外形为从上到下递增的阶梯状，微拉深冲孔组合模(22)的上部为微拉深处理，微拉深处为浅拉深球面，所述微拉深冲孔组合模(22)的球面底部设有第一通孔(24)；所述微落料凹模(23)的外形呈倒T字型，微落料凹模(23)的中部设有第二通孔(25)，所述微拉深冲孔组合模(22)安装在第二通孔(25)内、且过渡配合，微拉深冲孔组合模(22)的上表面和微落料凹模(23)的上表面保持在同一水平面内。

2.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，所述碟形件成形系统还包括废料收集器(4)；所述废料收集器(4)为长方体块，所述废料收集器(4)放置在模具(5)的正下方，模具(5)和废料收集器(4)通过六角螺钉与三坐标移动平台(2)相连接；所述废料收集器(4)的正中心位置处设有第三通孔(26)，所述第三通孔(26)的位置与第一通孔(24)相对应。

3.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，还包括激光光斑定位系统；

所述激光光斑定位系统包括高精度相机(11)、照明光源(10)、第二保持架(12)、数据信息卡(16)和激光光斑特征采集纸；所述第二保持架(12)的底端通过六角螺栓安装在固定孔系基座(1)上、且位于模具(5)的左侧；所述高精度相机(11)安装在第二保持架(12)上；所述照明光源(10)采用垂直照射的打光方式安装在高精度相机(11)的下方；所述数据信息卡(16)的一端与高精度相机(11)电连接，另一端与工业计算机(15)电连接；所述数据信息卡(16)用于采集高精度相机(11)拍摄的图像，并传送到工业计算机(15)中进行图像处理。

4.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，所述透明约束层(21)为亚克力板制成。

5.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，所述柔性薄膜(19)为橡胶薄膜。

6.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，所述柔性薄膜(19)的单个表面均匀地涂上黑漆作为黑漆吸收层(20)，柔性薄膜(19)涂有黑漆的表面与透明约束层(21)通过水进行密封保持无间隙，未涂有黑漆的表面与成形金属薄板(18)相接触。