[发明专利]一种多轴数控激光加工设备及其加工方法

权利要求书

1.一种多轴数控激光加工设备，包括机床主体，其特征在于，还包括：

振镜模块(1)，用于产生激光束，还用于与数控机床模块(4)进行通信；所述振镜模块(1)包括激光器、用于聚焦所述激光束的聚焦器件、以及用于控制所述激光束偏转扫描的调节机构(5)；

控制组件(2)，用于控制所述振镜模块(1)在垂直方向上移动；

工件装夹支座(3)，用于装夹待加工的加工件，并控制加工件在水平方向上的移动；

数控机床模块(4)，用于划分轴向，将所述激光器模块的垂直移动方向划分为Z轴，将所述聚焦器件的旋转方向划分为B轴，将所述工件装夹支座(3)所在的水平方向划分为X轴，平面内垂直于所述X轴的方向为Y轴，将加工件旋转的方向划分为A轴；所述数控机床模块(4)还用于控制所述振镜模块(1)和所述工件装夹支座(3)在相应的轴向上运动；

所述工件装夹支座(3)安装在所述机床主体上，所述振镜模块(1)安装在所述工件装夹支座(3)的上方，所述控制组件(2)与所述振镜模块(1)相连，所述数控机床模块(4)分别与所述振镜模块(1)、所述控制组件(2)、以及所述工件装夹支座(3)连接。

2.根据权利要求1所述的多轴数控激光加工设备，其特征在于，所述调节机构(5)包括第一电机和第二电机，所述第一电机用于控制激光束在D轴上的扫描方向；所述第二电机用于控制激光束在F轴上的扫描方向；所述D轴与所述F轴为待加工曲面的切面中互相垂直的两个方向。

3.根据权利要求1所述的多轴数控激光加工设备，其特征在于，所述调节机构(5)为DD马达，所述聚焦器件安装在所述DD马达的轴线上。

4.根据权利要求1或3所述的多轴数控激光加工设备，其特征在于，所述聚焦器件为振镜头。

5.根据权利要求1所述的多轴数控激光加工设备，其特征在于，所述振镜模块(1)还包括设于所述激光器出射位置的镜片，所述镜片用于折射所述激光束，以保证激光束垂直进入聚焦器件的中心。

6.根据权利要求1所述的多轴数控激光加工设备，其特征在于，所述控制组件(2)包括用于控制所述激光器模块在垂直方向上移动的升降机构，所述升降机构与所述激光器模块连接；且所述升降机构为导轨滑台。

7.根据权利要求1所述的多轴数控激光加工设备，其特征在于，所述工件装夹支座(3)包括旋转轴，所述旋转轴用于连接待加工工件，并带动所述待加工工件旋转。

8.一种应用于上述权利要求1-7任一所述多轴数控激光加工设备的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据待加工件设定包括加工图像单元的待加工信息，将所述待加工信息输入数控机床模块(4)和所述振镜模块(1)中；

S2：数控机床模块(4)根据所述待加工信息，控制工件装夹支座(3)在X，Y，Z轴以及A轴上移动到需加工的位置，振镜模块(1)根据所述待加工信息控制调节机构(5)调节聚焦器件旋转，以使激光束发射方向与待加工曲面的法线方向一致，并由数控机床模块(4)产生“位置到达”信号发送给振镜模块(1)，振镜模块(1)接收“位置到达”信号后产生“握手信号”反馈给数控机床模块(4)以完成振镜模块(1)与数控机床模块(4)之间的信号连接；

S3：建立S2中的信号连接后，振镜模块(1)产生激光束，对待加工件进行雕刻，当雕刻完一个加工图像单元后，振镜模块(1)产生“启动位移”信号发送给数控机床模块(4)；

S4：数控机床模块(4)接收到“启动位移”信号后，调整工件装夹支座(3)至下一个加工图像单元，返回S2继续加工，重复直至加工完整个待加工件。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述振镜模块(1)还包括第一电机和第二电机，在加工面雕刻图像单元时，通过所述第一电机控制调节激光器在D轴上的扫描方向，通过所述第二电机控制调节激光器在F轴上的扫描方向。

10.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述S4中，所述调整工件装夹支座(3)至下一个加工图像单元时，移动至下一个加工图像单元的中心位置。