[发明专利]一种激光抛光加工装备

说明书

本发明公开了一种激光抛光加工装备，该装备包括大理石底座、激光器、龙门柱、龙门横梁、肋板、光路面包板、光路设计部分、XY十字移动平台、Z轴滑台、B轴中空旋转平台、振镜、场镜、视觉检测部分、吸盘和超声振动装置等；可用于实现X轴、Y轴、Z轴三个方向上的移动和B轴方向上的转动；装备融合了四轴运动平台、光路设计、视觉检测和超声振动装置等部分，可满足一般激光加工、倾斜激光加工和超声辅助激光加工等多种工艺的需求，具有很好的应用价值。本发明采用大理石底座和龙门式结构的设计，布局合理、结构紧促、美观大方，而且稳定性好、振动小、可靠性高，能够实现较高的运动精度，满足多种激光加工工艺需求。

技术领域

本发明属于激光精密加工制造技术领域，具体涉及一种激光抛光加工装备，用于实现对陶瓷基复合材料表面的精细平整加工。

背景技术

陶瓷基复合材料表面的精细平整加工，是充分实现陶瓷基复合材料功能化、实用化、工程化的不可或缺的重要环节，是实现航空发动机热端部件高质量精密装配的首要任务，是影响航空发动机的使用功能和性能的重要因素。陶瓷基复合材料的复杂结构和超高硬度，使得传统的机械加工方式已难以满足高精度抛光表面的需求。

激光抛光技术作为一种新型的表面加工技术，相比于传统加工方法，具有加工效率高、精度高、热影响区小和绿色无污染等特点；激光加工还具有很高的灵活性，可用来抛光难加工和具有复杂形貌的表面，在航空航天领域发挥着极其重要的作用。

激光加工装备能够体现一个国家的生产加工能力、装备水平和竞争能力，是实现激光加工技术广泛应用的重要手段。目前，国内的激光抛光装备还处于起步阶段，大多集中在激光除锈、清洗等功能上，自动化水平和精密程度较低；而且针对陶瓷等非金属材料的激光抛光装备，国内外还是一片空白。

发明内容

针对航空发动机陶瓷基复合材料表面的精细平整加工，面向激光加工制造领域，为弥补国内相关装备的空白，本发明提供了一种激光抛光加工装备，可利用扫描振镜的旋转进行倾斜激光加工，还能够满足一般激光加工、超声辅助激光加工等多种工艺的需求，进而实现陶瓷基复合材料表面的高效高质平整加工。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种激光抛光加工装备，包括大理石底座、激光器和机床床身；机床床身安装在大理石底座上方，包括水平模块和垂直模块两个部分，用于实现X轴、Y轴和Z轴三个方向上的移动和B轴方向上的转动；其中，

水平模块包括XY十字移动平台、第一拖链、第一连接板、第二连接板、超声振动装置和吸盘，XY十字移动平台通过第一连接板固定在大理石底座上，超声振动装置和吸盘通过第二连接板依次安装在X轴滑台上方，第一拖链固定在第一连接板上；

垂直模块用于激光抛光加工过程中Z轴方向上的移动和B轴方向上的转动，包括龙门横梁、2个龙门柱、2个肋板、光路面包板、光路传输部分、Z轴滑台、第二拖链、B轴中空旋转平台、视觉检测部分、扫描振镜、场镜和多个连接板；2个龙门柱固定在大理石底座上，龙门横梁固定在2个龙门柱上，龙门横梁上方依次安装有通过2个肋板固定的光路面包板和第三连接板；第三连接板上安装有Z轴滑台和第二拖链，B轴中空旋转平台通过第四连接板固定在Z轴滑台上；第五连接板安装在B轴中空旋转平台上，并与第六连接板连接；第六连接板上安装有扫描振镜及场镜和视觉检测部分；光路传输系统用于将从激光器发出的激光传输到扫描振镜进光处，扫描振镜及场镜用于激光抛光加工。

本发明进一步的改进在于，XY十字移动平台包括X轴滑台和Y轴滑台；Y轴滑台通过第一连接板固定在大理石底座上，X轴滑台安装在Y轴滑台上方，超声振动装置和吸盘通过第二连接板安装在X轴滑台上方。

本发明进一步的改进在于，Y轴滑台包括Y轴底座、Y轴导轨、2个Y轴光电开关、Y轴感应片、Y轴丝杠、Y轴联轴器、Y轴伺服电机和Y轴滑块；X轴滑台包括X轴底座、X轴导轨、2个X轴光电开关、X轴感应片、X轴丝杠、X轴联轴器、X轴伺服电机和X轴滑块；Y轴底座安装在第一连接板上，X轴底座安装在Y轴滑块上；