[发明专利]一种双摆头式五轴联动激光加工机床以及工作方法

权利要求书

1.一种双摆头式五轴联动激光加工机床的工作方法，所述的双摆头五轴联动激光加工机床，包括：床身、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、A轴转动机构、B轴转动机构、C轴转动机构、激光光路装置、转接板、激光头；其中，Y轴移动机构包括：第一电机、第一联轴器、第一丝杠机构、第一导轨，所述第一电机安装固定在床身上，第一电机的输出轴连接第一联轴器，第一联轴器与第一丝杆机构连接；所述第一导轨的轴线方向与第一丝杆机构的轴线方向平行；Y轴移动机构的传输方向称为Y轴方向；其中，X轴移动机构包括：第二电机、第二联轴器、第二丝杠、第二导轨、移动平台板，所述移动平台板的下方设置有导轨槽，所述移动平台板的下方设置有导轨槽与第一导轨适配；第二丝杠、第二导轨均设置在移动平台板的上方；所述移动平台板的下方还固定有设置螺纹孔的块体，所述螺纹孔与第一丝杠机构适配；所述第二电机安装固定在移动平台板上，第二电机的输出轴连接第二联轴器，第二联轴器与第二丝杠连接；所述第二导轨的轴线方向与第二丝杆机构的轴线方向平行；X轴移动机构的传输方向称为X轴方向；所述第二丝杆机构的轴线方向与第一丝杆机构的轴线方向相互垂直；通过X轴移动机构和Y轴移动机构两个方向的运动形成了工作台在水平面上的“十字”运动；其中，所述C轴转动机构包括：C轴平台板、第三电机、工作台，所述C轴平台板的下方设置有导轨槽，所述C轴平台板的下方设置的导轨槽与第二导轨适配；所述C轴平台板的下方还固定有设置螺纹孔的块体，所述螺纹孔与第二丝杠机构适配；在C轴平台板的上方设置有第三电机；所述第三电机驱动工作台转动；C轴转动机构的转动中心线为竖直线，即其旋转面为水平面；工作台转动支撑在C轴平台板上；其中，Z轴移动机构安装在床身的竖向机架上，包括：第四电机、第四联轴器、第四丝杠机构、第四导轨，第四电机驱动第四丝杆机构转动；第四丝杠机构、第四导轨的方向平行，均为竖直方向；其中，激光光路装置包括：激光光路装置竖向移动板、激光光路装置壳体、激光光路系统，B轴转动机构包括：激光光路装置竖向移动板，激光光路装置竖向移动板的竖向面上设置有与第四导轨相适配的导槽；竖向移动板的竖向面上设置有带螺纹孔的块体，所述螺纹孔与第四丝杠机构适配；所述激光光路系统设置在激光光路装置壳体内，激光光路装置壳体与激光光路装置竖向移动板固接，使得激光光路装置壳体悬臂设置在床身的竖向机架前方；其中，B轴转动机构包括：第五电机、转接板，所述第五电机固定在激光光路装置壳体上，第五电机驱动转接板转动，转接板转动设置在激光光路装置壳体上；所述转接板包括：固定在一起的水平板与竖向板；具体而言，水平板设置在激光光路装置壳体上；其中，A轴转动机构包括：第六电机、筒体，所述第六电机固定在转接板的竖向板上，第六电机驱动筒体转动，筒体转动设置在转接板的竖向板上；其中，激光头固定设置在A轴转动机构的筒体上，且激光头激光光路装置的激光光路系统连通，使得激光从激光头射出；

在加工时，需要在机床坐标系与工件坐标系进行坐标变换，其特征在于，采用下式进行变换：

p_x表示工件坐标系下激光光束位置坐标的X方向分量；

p_y表示工件坐标系下激光光束位置坐标的Y方向分量；

p_z表示工件坐标系下激光光束位置坐标的Z方向分量；

X表示C轴工作台沿X轴方向移动的位移量；

Y表示C轴工作台沿Y轴方向移动的位移量；

Z表示激光光路装置沿着Z轴方向的位移量；

B表示B轴转动机构自其起始状态的转动角；

A表示A轴转动机构自其起始状态的转动角；

i表示工件坐标系下激光光束姿态的X方向分量；

j表示工件坐标系下激光光束姿态的Y方向分量；

k表示工件坐标系下激光光束姿态的Z方向分量；

R_A表示激光焦点到A轴轴线的距离；

R_B表示激光焦点到B轴轴线的距离；

L_tA表示：激光头的轴线方向与A轴轴线之间的垂直距离；

L_AB，表示：A轴轴线与B轴轴线的垂直距离；

x_t表示：激光焦点与C轴中心重合时，C轴中心自X轴零点沿着X轴方向移动的距离；

y_t表示：激光焦点与C轴中心重合时，C轴中心自Y轴零点沿着Y轴方向移动的距离；

z_t表示：激光焦点与C轴中心重合时，A轴转动机构沿着Z轴零点沿着Z轴方向移动的距离。