[发明专利]一种五轴激光铣削加工机床

说明书

本发明涉及一种五轴激光铣削加工机床，包括机架、机械运动组件及激光加工组件，机架包括底座、X轴安装架及两个Y轴安装架，机械运动组件包括X轴、Y轴及Z轴运动组件，激光加工组件包括激光器、光路系统及三维扫描振镜模块，通过X轴、Y轴和Z轴运动组件搭载激光加工组件分别进行X、Y和Z轴方向的直线运动，X轴、Z轴和Y轴运动组件安装于Y轴安装架上形成龙门架结构机身，在加工运动过程中更平稳以提高加工精度，实现采用X、Y、Z轴运动组件、AC轴转台和三维扫描振镜分别对激光加工组件、被加工刀具和激光光束进行联动运动控制，实现刀具一次激光加工成型，有效提高加工效率和加工质量，将有助于解决高端刀具的加工制造难题。

技术领域

本发明涉及激光加工机床技术领域，特别是涉及一种五轴激光铣削加工机床。

背景技术

陶瓷、玻璃、石墨、钛合金、镍基合金等典型难加工材料，在航空航天、医疗等众多先进制造业关键领域应用愈加广泛，同时对被加工材料的加工质量和加工效率提出了越来越高的要求。为满足上述难加工材料的高效高质量加工需求，高端切削刀具材料也向超硬、耐磨等方向发展，刀具型面趋于复杂。然而，由于刀具材料本身的难加工特性，采用传统的电镀、金刚石砂轮磨削等工艺技术制造进行高端刀具制造时，存在制造成本高、加工效率低、加工工艺复杂等问题。

激光加工因其具有无接触、无材料选择性等特点，已成为难加工材料加工方式的重要手段。而目前国际上激光机床大多适用于激光切割、打孔和表面纹理加工。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效提高加工效率和加工质量，有助于解决高端刀具的加工制造难题的五轴激光铣削加工机床。

一种五轴激光铣削加工机床，所述五轴激光铣削加工机床用于铣削加工刀具，其包括：

机架，包括底座、X轴安装架及两个Y轴安装架，所述两个Y轴安装架间隔相对安装于所述底座上，所述底座上还用于固定安装AC轴转台；

机械运动组件，包括X轴运动组件、Y轴运动组件及Z轴运动组件，所述X轴运动组件安装于所述X轴安装架上，所述Y轴运动组件安装于所述Y轴安装架上，所述X轴安装架的两端分别通过所述Y轴运动组件可移动地安装于所述两个Y轴安装架上，所述Z轴运动组件安装于所述X轴运动组件上；及

激光加工组件，包括激光器、光路系统及三维扫描振镜模块，所述激光器与所述光路系统设置于所述X轴运动组件上，所述三维扫描振镜模块设置于所述Z轴运动组件上，所述激光器产生的激光束经所述光路系统及所述三维扫描振镜模块后聚焦于目标加工区域上并进行刀具铣削加工。

在其中一个实施例中，所述三维扫描振镜模块在Z轴方向上的聚焦范围为-20mm～20mm，在X轴和Y轴方向的扫描范围为150×150mm～300×300mm，扫描速度为0～8000mm/s，扫描重复精度为1rad～4rad。

在其中一个实施例中，所述X轴运动组件在X轴方向的最大直线移动范围为330mm，所述Y轴运动组件在Y轴方向的最大直线移动范围为400mm，所述Z轴运动组件在Z轴方向的最大直线移动范围为370mm。

在其中一个实施例中，所述X轴运动组件、所述Y轴运动组件和所述Z轴运动组件均采用光栅尺闭环控制，定位精度≤5μm。

在其中一个实施例中，所述两个Y轴安装架上的所述Y轴运动组件均采用伺服电机及光栅尺闭环控制。

在其中一个实施例中，还包括CCD相机和测量探针，所述CCD相机用于对所述测量探针和所述三维扫描振镜模块进行相对位置测量与纠正，所述测量探针用于对刀具位置和加工精度进行在线监测。