[发明专利]一种激光高速成形微体积零件的自动化装置及其方法

摘要

本发明公开了一种激光高速成形微体积零件的自动化装置及其方法；该装置由激光发射系统、控制系统、高速成形系统和放置转换系统组成。本发明采用脉冲激光作为能量源，通过凸模和组合凹模的共同作用，实现了高速成形微体积零件。本发明中自动开合模装置实现了凹模的自动打开和闭合，便于放置棒料和取出微零件，提高了工作效率，且不易损坏成形零件的表面质量；在凹模闭合时，该装置有自锁功能，保证了成形微零件的精度。利用放置转换系统实现了棒料、零件和凸模的自动化放置与存取，保证了生产效率，提高了生产安全性。本发明无需制作复杂的模架，装置简单易行。

主权项

一种激光高速成形微体积零件的自动化装置，其特征在于，包括激光发射系统、高速成形系统和放置转换系统；所述激光发射系统包括脉冲激光器(1)、反射镜(2)、可调聚焦透镜(3)、透镜支架(4)和基座(5)；所述透镜支架(4)垂直安装在基座(5)上，透镜支架(4)上安装有可调聚焦透镜(3)，可调聚焦透镜(3)将经过反射镜(2)反射的来自脉冲激光器(1)的激光聚焦；所述高速成形系统包括模具系统(8)、自动开合模装置(7)和三坐标移动平台(9)；所述三坐标移动平台(9)置于基座(5)上方；所述模具系统(8)包括凸模(18)、组合凹模(20)、凹模拉杆(21)和凹模基座(22)；工作时，所述凸模(18)和组合凹模(20)间隙配合；凸模(18)上端设有圆形凹腔，圆形凹腔用以放置约束层(16)和吸收层(17)；所述组合凹模(20)设置在底座(22)上；组合凹模(20)由结构相同的两个凹模组件对接而成，凹模组件结构为工字型；所述凹模基座(22)为齿形结构，凹模基座(22)底部通过螺钉连接到三坐标移动平台(9)上，凹模基座(22)上端面开有滑槽，该滑槽与组合凹模(20)底部开设的导轨相配合，导轨可沿滑槽左右移动；组合凹模(20)左右两竖直侧面相同位置上设置有凹模拉杆(21)；所述自动开合模装置(7)包括基板(23)、长杆(24)、短杆(25)、第一销钉(26)、滑块(27)和第一液压缸(28)；所述基板(23)竖直安装在三坐标移动平台(9)上，基板(23)置于凹模基座(22)齿形结构内部，且置于凹模拉杆(21)的正下方；所述基板(23)的中轴线上加工有销钉孔B和矩形孔A，矩形孔A的两侧内壁开有滑槽；该滑槽与第一滑块(27)配合，且第一滑块(27)可以在滑槽内上下移动，第一滑块(27)与第一液压缸(28)的活塞杆相连接，；第一滑块(27)上的销钉C上安装有长杆(24)，且长杆(24)置于基板(23)的前后两侧，长杆(24)的另一端与凹模拉杆(21)铰接；所述第一销钉(26)安装销钉孔A内，第一销钉(26)两侧均装有短杆(25)，且短杆(25)置于基板(23)的前后两侧，短杆(25)的另一端安装在长杆(24)上；所述放置转换系统包括凸模放置转换系统(10)和棒料放置转换系统(6)；所述凸模放置转换系统(10)和棒料放置转换系统(6)结构相同，均包括转换底座(29)、转换电机(30)、转换支架(31)、伸缩缸(32)和自动夹取装置(33)；所述凸模放置转换系统(10)和棒料放置转换系统(6)设置在三坐标移动平台(9)上，且分别置于自动开合模装置(7)的左侧与右侧；所述转换底座(29)上安装有转换支架(31)，转换支架(31)上从下至上依次安装有转换电机(30)、伸缩缸(32)和自动夹取装置(33)；所述自动夹取装置(33)包括转换平台(34)、第二液压缸(35)、第二滑块(36)、右曲杆(37)、右直杆(38)、第二销钉(39)、左直杆(40)和左曲杆(41)；所述转换平台(34)固定安装在转换支架(31)上，转换平台(34)左右对称设置有矩形孔和销钉孔，矩形孔的两侧内壁开有滑槽A；所述第二滑块(36)两侧开设有厚度小于矩形块的滑轨B，第二滑块(36)两侧的滑轨B与转换平台(34)上的滑槽A进行间隙配合，从而实现第二滑块(36)沿转换平台(34)左右滑动；第二液压缸(35)固定在转换平台(34)上，第二液压缸(35)的活塞杆与第二滑块(36)相连；所述销钉(37)安装在转换平台(34)上的销钉孔内，右直杆(38)、左直杆(40)的一端均安装在第二销钉(37)上，并均可绕第二销钉(40)进行转动；右曲杆(37)、左曲杆(41)的一端均铰接于第二滑块(36)上，右直杆(38)、左直杆(40)的另一端分别铰链于右曲杆(37)、左曲杆(41)上。