[发明专利]一种激光微织构加工方法

权利要求书

1.一种激光微织构加工方法，其特征在于：采用激光微织构加工机床，该机床包括上位机、控制器和直线轴X轴、直线轴Y轴、直线轴Z轴以及旋转轴；其中X轴、Y轴、旋转轴驱动连接工件加工工作台，工件加工工作台用于携带待加工的工件；激光头安装在Z轴上，用于控制激光头在工件加工工作台上方的升降以及激光调焦；上位机与控制器信号连接，所述控制器与所述X轴、Y轴、Z轴以及旋转轴信号连接；加工步骤如下：

1)、结合所述加工机床的结构建立机床三维运动模型，将机床运动伺服电机的角位移转化为机床直线轴的线位移和机床旋转轴的角位移，通过读取伺服电机角位移量，获取三向机床直线轴和旋转轴的实时位置数据，从而得到工件加工工作台的所在位置，生成加工机床坐标系；并获得加工工作点的加工机床坐标值；

2)、通过调节加工机床坐标来移动工件加工工作台，将位于工件加工工作台上的待加工工件移动到相应加工位置，加工指示灯辅助标记出加工工作点位置；以及调节加工机床Z轴的升降完成激光调焦，从而保障激光出光的焦点位于加工工件的表面；

3)、以此时加工机床的坐标为坐标原点，更新加工机床的坐标系；

4)、获取加工位置参数，生成激光加工位置坐标数据；

5)、以激光加工位置坐标数据生成用以控制四轴运动以及激光头的G代码；

6)、控制器读取并执行G代码以获取激光加工坐标并且控制四轴运动；并且读取实时加工机床的坐标，比较激光加工坐标与加工机床的坐标，当两者一致时，控制器发出指令驱使激光头出光进行激光微织构加工。

2.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：步骤1)中，所述X轴、Y轴、Z轴以及旋转轴分别由伺服电机驱动，读取伺服电机脉冲数生成机床直线轴和旋转轴的实时位置的加工机床坐标。

3.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：所述机床直线轴的线位移与伺服电机脉冲数之间的换算关系，如式(1)所示：

所述机床旋转轴的角位移与伺服电机脉冲数之间的换算关系，如式(2)所示：

其中，n为伺服电机需要获取的脉冲个数，x为机床直线轴线位移量，θ为机床旋转轴角位移量，p为滚珠丝杠螺距，k为伺服电机的电子齿轮比。

4.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：步骤4)中，所述加工位置参数包括加工行列数、行列间距以及激光功率、激光脉宽在内的激光器参数。

5.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：步骤4)中，上位机读取dxf图纸文件获取所述加工位置参数。

6.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：步骤4)还包括：根据激光加工位置坐标数据生成加工效果示意图，以对加工效果进行模拟仿真；针对激光打标功能需求，计算机通过解析已有dxf图纸文件，通过dxf文件数据接口，读取线、圆、弧、多义线不同线型的数据段，具体包括不同线型的起止点坐标、起止角度、圆心坐标、圆半径数据信息，根据图纸数据信息，计算得到激光加工轨迹坐标，绘制激光打标效果图。

7.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：步骤5)中，根据激光加工点坐标值或激光加工轨迹坐标，按照数控G代码编写习惯，融合数控G代码的直线插补、圆弧插补算法，一键生成G代码。

8.根据权利要求1所述的一种激光微织构加工方法，其特征在于：步骤6)中，控制器根据生成的G代码控制加工机床运动，将已获得的激光加工坐标与加工过程中实时读取的加工机床坐标相比较，当两者一致时，则认为工件运动到指定位置，从而控制激光器出光，进行激光微织构加工，实现加工机床和激光器联动控制。