[发明专利]一种激光辅助铣削加工装置及光路调整方法

说明书

本发明公开了一种激光辅助铣削加工装置及光路调整方法。该装置包括调整机构和固定机构。调整机构包括第一转轴、第二转轴、花键、刀盘底座、旋转架、镜片、第一电动机以及第二电动机；第一转轴的一端与刀盘底座固接，第一转轴的另一端穿过旋转架与第一电动机转动连接，第一电动机的外壳与旋转架的上端底侧固接，旋转架通过第二转轴与镜片转动连接，镜片与第二电动机连接，第二电动机的转轴上设置有花键，花键与镜片的镜框内设置的花键槽连接；固定机构包括激光光纤、固定轴和固定镜片；激光光纤固定设置在刀盘底座上，固定轴的一端与刀盘底座固接，固定轴的另一端与固定镜片固接。本装置结构紧凑、成本低，能够精确调整激光入射的位置。

技术领域

本发明涉及激光加热辅助铣削加工领域，特别是涉及一种激光辅助铣削加工装置及光路调整方法。

背景技术

激光加热辅助铣削技术是将一束高能激光束照射在材料去除区域，短时间内提高工件材料的局部温度，改变了材料的切削性能，之后采用刀具进行加工。通过对材料加热，提高材料的塑性，使屈服强度降低到断裂强度以下，降低切削力，减小刀具磨损，降低切削振颤，从而达到提高加工效率，降低成本，提升加工表面质量的目的。

精准的激光入射位置是激光加热辅助铣削的基础，而精准的激光入射位置取决于激光的光路调整装置和方法。由于现有的激光加热辅助铣削加工技术，大多是使用机械手夹持激光器，通过调整机械手在空间的运动来实现激光器的位置变化，再将激光入射到工件需要加热辅助铣削的位置，整个过程实施起来非常的复杂，再加之机械手的造价非常的昂贵，会使得整个激光加热辅助铣削系统产生不必要的浪费。再由于铣削过程中，刀具处于旋转状态，加工过程中需要立马改变加工路线的情况下，机械手无法迅速的在整个空间中作出反应使得激光入射到需要加热的位置，即使作出了恰当的处理，整个机械手在空间中的移动也难保不影响整个加工过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光辅助铣削加工装置及光路调整方法，用以精确调整激光入射的位置，且装置结构紧凑、成本低。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种激光辅助铣削加工装置，所述激光辅助铣削加工装置包括调整机构和固定机构；所述调整机构用于调整激光光路；

所述调整机构包括第一转轴、第二转轴、花键、刀盘底座、旋转架、调整镜片、第一电动机以及第二电动机；所述第一转轴的一端与所述刀盘底座固接，所述第一转轴的另一端穿过所述旋转架与所述第一电动机转动连接，所述第一电动机的外壳与所述旋转架的上端底侧固接，所述旋转架通过所述第二转轴与所述调整镜片转动连接，所述调整镜片与所述第二电动机连接，所述第二电动机的转轴上设置有所述花键，所述花键与所述调整镜片的镜框内设置的花键槽连接，所述第二电动机的外壳与所述旋转架的侧方固接；所述调整镜片包括入射镜和反射镜；

所述固定机构包括激光光纤、固定轴和固定镜片；所述激光光纤固定设置在所述刀盘底座上，所述固定轴的一端与所述刀盘底座固接，所述固定轴的另一端与所述固定镜片固接。

可选的，所述调整镜片包括一个入射镜以及多个反射镜，所述入射镜与所述反射镜位于同一平面上，构成正六边形；

可选的，所述入射镜为平面透镜，所述反射镜为凹面镜，所述反射镜具有两个自由度。

可选的，所述激光光纤的激光入射方向与所述入射镜的夹角为30°。

可选的，所述固定镜片对称设置在由入射镜与反射镜构成的正六边形的对角线上。

可选的，所述固定镜片为凹透镜。

一种光路调整方法，所述方法应用上述激光辅助铣削加工装置，所述方法包括：

获取追踪核；所述追踪核为入射镜与反射镜构成的正六边形区域，所述追踪核的中心点为铣刀铣削点；

模拟加工路线；所述加工路线包括多个加工点；