[发明专利]一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置

说明书

本发明涉及一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置，利用加工指示器指示激光增材与光整加工状态光路参数与路径，并通过增材/光整激光头‑振镜位姿转换模块带动激光头增材模块与激光头光整模块转动，实现闭式内流道结构一体化激光增材光整，促进内流道高性能制造设备的集成化和高效化，有效地保障了内流道内工作液使用寿命与相关液压元器件特性的长期稳定。

技术领域

本发明属于激光精密加工技术领域，涉及一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置。

背景技术

内流道作为液压系统中流体在元件内流动的通路，其拓扑形状及内表面形貌等对工作液的工作寿命、液压元器件特性影响巨大，为了实现复杂闭式流道制备与表面光整，激光增材与光整方法引起广泛研究与应用探索，发展了一系列的激光增材-光整一体化方法，如专利CN108274123B及CN112620943A所述的激光增材构件内壁的增材光整一体化加工方法。但是，值得注意的是，作为一体化流道增材抛光装置的工程实践载体，闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置的研制与开发尚具备一定的不足。在现有研究中，专利CN109848563B所述的一种基于现有激光增材设备的同步激光抛光模块实现了工件激光增材与光整工位的同步切换，本质是增材与光整的交替进行，尚未达到一体化的程度；专利CN202022818099.X所述的一种激光增材-抛光一体化装置所述的增材与光整两束激光等间距平行行进，并未考虑不同性质加工光束行进参数的不同，并且为增材片层间表面抛光对后续增材意义较小，对激光能量造成一定浪费。具体针对于增材内流道方面，专利CN202010389103.7提出一种增材制造内流道抛光装置利用酸洗方式，会破坏诸如铝合金材料、不锈钢表面钝化膜、改变内表面化学成分，破坏流道工作条件。可见，研发一种集成化、高效化、绿色闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置具有重要意义。

发明内容

为克服针对现有内流道激光增材光整方法的不足，本发明提出一种新方案：

一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置，其特征在于：加工激光束由可旋反射镜(401)调节激光束增材与光整模块参数，由激光准直真空-空气输出单元(106)出射，在激光增材与光整模块，分别由激光准直空气-真空输入单元Ⅰ(202)及激光准直空气-真空输入单元Ⅱ(301)入射；激光头位姿转换伺服单元(107)与激光头位姿转换防撞单元(108)分列在增材/光整激光头-振镜位姿转换模块(109)，增材/光整激光头-振镜位姿转换模块(109)带动激光头增材模块(2)与激光头光整模块(3)转动；加工指示器(110)通过机械臂依附在在增材/光整激光头-振镜位姿转换模块(109)指示激光头增材模块(2)与激光头光整模块(3)在内流道增材/光整状态切换判断点进行位姿转换与可旋反射镜(401)、遮光板Ⅰ(404)与遮光板Ⅱ(406)调控加工光路参数状态。

进一步的，所述的一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置依靠QBH接口(101)接入六轴机械臂实施位姿转换；并且在加工行程至内流道增材/光整状态切换判断点时，一体化增材光整装置调整三维空间位姿为内流道内壁光整。

进一步的，所述的一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置在增材/光整激光头-振镜位姿转换模块(109)带动激光头增材模块(2)与激光头光整模块(3)转动前后，由预设置的加工参数及预规划的NC路径保障增材与光整模块开始与结束时光斑路径不出现衔接误差。

进一步的，所述的一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置依靠激光头冷却模块(204)及振镜冷却模块(303)保证激光元器件工作特性。

进一步的，所述的一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置中同轴送粉管线及喷嘴(201)具备足够的柔性及长度裕值，保证在激光头增材模块(2)与激光头光整模块(3)转动时不发生干涉。

相对于其他，本发明一种闭式整体复杂内流道一体化增材光整装置，其优点在于：

(1)一体化增材光整装置实现了内流道高性能制造设备的集成化和高效化，缩减了内流道加工工序，保证