專利名稱:一種激光加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)，特別是激光熔覆技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的激光加工機都是在工件的上表面上進行激光加工或激光熔覆，對工件的側(cè)面的加工，尤其是下面的加工，就必須將工件側(cè)置或倒置，對某些工件，尤其是大部件就難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能對工件側(cè)面和下面進行激光加工的激光加工系統(tǒng)本發(fā)明提供一種激光加工系統(tǒng)，由激光器2、激光加工機3和冷水機組1組成，其特征在于所述激光器2是固體激光器，激光加工機3由激光與光纖耦合部件、光纖部件39、聚焦部件、運動軸部件37及其控制系統(tǒng)38構(gòu)成；激光與光纖耦合部件由聚焦鏡31、擴束鏡32、反射鏡33及其支架組成，與激光器2連接；光纖部件39連接激光與光纖耦合部件和聚焦部件；聚焦部件由聚焦鏡34、防護鏡片36及其鏡筒組成，鏡筒內(nèi)部通冷水給鏡片冷卻，置于運動軸部件37上；運動軸部件37由控制系統(tǒng)38控制。
激光器所產(chǎn)生的激光聚成直徑小于1毫米的平行光束，以垂直方向射入光纖39端面。光纖部件39可以以一定半徑彎曲實現(xiàn)對光線的柔性控制。聚焦鏡可以將光聚焦成直徑在1～4mm范圍內(nèi)的光點，該光點作用在實體上成為光斑實現(xiàn)熔覆加工。
本發(fā)明提供的激光加工系統(tǒng)，可以備有送粉器4，由料斗41、圓盤42、控制電機43、刮板44、接料斗45、輸送動力高壓氮氣或氬氣46、軟管47和噴嘴35構(gòu)成，料斗41置于圓盤42的邊緣上方，刮板44置于圓盤42的與料斗41直徑相對的邊緣上，接料斗45置于圓盤42該處的下方，接料斗45下接軟管47，望軟管47里送高壓氮氣或氬氣46，軟管47與激光加工機運動軸部件37上的噴嘴35相連接，控制電機43控制圓盤42旋轉(zhuǎn)。
送粉器4，由可調(diào)速的控制電機43來控制圓盤42轉(zhuǎn)速進而控制給粉量。重力作用使料斗41中的粉末落在圓盤42上，轉(zhuǎn)到刮板44位置使被刮下，落在接料斗45中。使用高壓的氮氣或氬氣46作為粉料輸送的動力，通過軟管47將粉末送至激光加工機上的噴嘴35，噴射到特定的位置。本設(shè)備將粉末噴射到光斑之內(nèi)，而且其位置與激光聚焦組件的位置相對固定，這樣就保證了送出粉料與光斑的同步性。
本發(fā)明提供的激光加工系統(tǒng)，其激光器2的發(fā)光體為YAG(釔鋁石榴石)晶體，產(chǎn)生激光波長只有1.06μm，容易被金屬吸收，而且能夠利用光纖進行傳輸，在做激光熔覆過程中有很大的優(yōu)勢(相比氣體激光而言)，可以實現(xiàn)柔性加工。
本發(fā)明提供的激光加工系統(tǒng)，其運動軸部件37是指激光加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構(gòu)成，并安裝在底座上。能夠?qū)崿F(xiàn)光斑在空間曲面上運動。每個軸由絲杠和導軌組成，導軌控制運動方向，絲杠是與步進電機連接的，將步進電機的的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成光斑在相應軸上的直線運動。兩軸同時運動構(gòu)成激光焦點平面的曲線運動；三軸同時運動構(gòu)成激光焦點的空間曲線運動。激光聚焦組件就固定在其一個軸的端部。
本發(fā)明提供的激光加工系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)38是計算機控制系統(tǒng)，是通用的四軸三聯(lián)動步進電機控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)空間曲面的加工，可以預先定制程序等本發(fā)明提供的激光加工系統(tǒng)，其優(yōu)點在于采用光纖傳輸高能量的激光，對葉片的空間擺放位置沒有限制；利用同步送粉器，可以實現(xiàn)各種曲面上的熔覆加工；激光熔鑄技術(shù)可控性好，易實現(xiàn)自動化控制。
圖1為激光加工系統(tǒng)的連接示意圖。
具體實施方式實施例1激光加工系統(tǒng)，由激光器2、激光加工機3、冷水機組1和同步送粉器4組成，激光器2是固體激光器，激光加工機3由激光與光纖耦合部件、光纖部件39、聚焦部件、運動軸部件37及其控制系統(tǒng)38構(gòu)成；激光與光纖耦合部件由聚焦鏡31、擴束鏡32、反射鏡33及其支架組成，與激光器2連接；光纖部件39連接激光與光纖耦合部件和聚焦部件；聚焦部件由聚焦鏡34、防護鏡片36及其鏡筒組成，鏡筒內(nèi)部通冷水給鏡片冷卻，置于運動軸部件37上；運動軸部件37由控制系統(tǒng)38控制。送粉器4，由料斗41、圓盤42、控制電機43、刮板44、接料斗45、輸送動力高壓氮氣或氬氣46、軟管47和噴嘴35構(gòu)成，料斗41置于圓盤42的邊緣上方，刮板44置于圓盤42的與料斗41直徑相對的邊緣上，接料斗45置于圓盤42該處的下方，接料斗45下接軟管47，望軟管47里送高壓氮氣或氬氣46，軟管47與激光加工機運動軸部件37上的噴嘴35相連接，控制電機43控制圓盤42旋轉(zhuǎn)。
激光器所產(chǎn)生的激光聚成直徑小于1毫米的平行光束，以垂直方向射入光纖39端面。光纖部件39可以以一定半徑彎曲實現(xiàn)對光線的柔性控制。聚焦鏡可以將光聚焦成直徑在1～4mm范圍內(nèi)的光點，該光點作用在實體上成為光斑實現(xiàn)熔覆加工。重力作用使料斗41中的粉末落在圓盤42上，轉(zhuǎn)到刮板44位置使被刮下，落在接料斗45中。使用高壓的氮氣46作為粉料輸送的動力，通過軟管47將粉末送至激光加工機上的噴嘴35，噴射到特定的位置。本設(shè)備將粉末噴射到光斑之內(nèi)，而且其位置與激光聚焦組件的位置相對固定，這樣就保證了送出粉料與光斑的同步性。
激光加工系統(tǒng)的運動軸部件37是指激光加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構(gòu)成，并安裝在底座上。能夠?qū)崿F(xiàn)光斑在空間曲面上運動。每個軸由絲杠和導軌組成，導軌控制運動方向，絲杠是與步進電機連接的，將步進電機的的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成光斑在相應軸上的直線運動。兩軸同時運動構(gòu)成激光焦點平面的曲線運動；三軸同時運動構(gòu)成激光焦點的空間曲線運動。激光聚焦組件就固定在其一個軸的端部。
激光器2的發(fā)光體為YAG(釔鋁石榴石)晶體，產(chǎn)生激光波長只有1.06μm，容易被金屬吸收，而且能夠利用光纖進行傳輸，在做激光熔覆過程中有很大的優(yōu)勢(相比氣體激光而言)，可以實現(xiàn)柔性加工。
送粉器4，由可調(diào)速的控制電機43來控制圓盤42轉(zhuǎn)速進而控制給粉量。
權(quán)利要求
1.一種激光加工系統(tǒng)，由激光器(2)、激光加工機(3)和冷水機組(1)組成，其特征在于所述激光器(2)是固體激光器，激光加工機(3)由激光與光纖耦合部件、光纖部件(39)、聚焦部件、運動軸部件(37)及其控制系統(tǒng)(38)構(gòu)成；激光與光纖耦合部件由聚焦鏡(31)、擴束鏡(32)、反射鏡(33)及其支架組成，與激光器(2)連接；光纖部件(39)連接激光與光纖耦合部件和聚焦部件；聚焦部件由聚焦鏡(34)、防護鏡片(36)及其鏡筒組成，鏡筒內(nèi)部通冷水給鏡片冷卻，置于運動軸部件(37)上；運動軸部件(37)由控制系統(tǒng)(38)控制。
2.按照權(quán)利要求
1所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于備有送粉器(4)，由料斗(41)、圓盤(42)、控制電機(43)、刮板(44)、接料斗(45)、輸送動力高壓氮氣或氬氣(46)、軟管(47)和噴嘴(35)構(gòu)成，料斗(41)置于圓盤(42)的邊緣上方，刮板(44)置于圓盤(42)的與料斗(41)直徑相對的邊緣上，接料斗(45)置于圓盤(42)該處的下方，接料斗(45)下接軟管(47)，望軟管(47)里送高壓氮氣或氬氣(46)，軟管(47)與激光加工機運動軸部件(37)上的噴嘴(35)相連接，控制電機(43)控制圓盤(42)旋轉(zhuǎn)。
3.按照權(quán)利要求
1或2所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述激光器(2)的發(fā)光體為YAG(釔鋁石榴石)晶體。
4.按照權(quán)利要求
1或2所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述運動軸部件37是指激光加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構(gòu)成，并安裝在底座上。能夠?qū)崿F(xiàn)光斑在空間曲面上運動。
5.按照權(quán)利要求
3所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述運動軸部件37是指激光加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構(gòu)成，并安裝在底座上，實現(xiàn)光斑在空間曲面上運動。
6.按照權(quán)利要求
1或2所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)(38)是計算機控制系統(tǒng)。
7.按照權(quán)利要求
3所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)(38)是計算機控制系統(tǒng)。
8.按照權(quán)利要求
4所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)(38)是計算機控制系統(tǒng)。
專利摘要
本發(fā)明提供一種激光加工系統(tǒng)，由激光器2、激光加工機3和冷水機組1組成，激光器2是固體激光器，激光加工機3由激光與光纖耦合部件、光纖部件39、聚焦部件、運動軸部件37及其控制系統(tǒng)38構(gòu)成；激光與光纖耦合部件由聚焦鏡31、擴束鏡32、反射鏡33及其支架組成，與激光器2連接；光纖部件39連接激光與光纖耦合部件和聚焦部件；聚焦部件由聚焦鏡34、防護鏡片36及其鏡筒組成，鏡筒內(nèi)部通冷水給鏡片冷卻，置于運動軸部件37上；運動軸部件37由控制系統(tǒng)38控制。本發(fā)明提供的激光加工系統(tǒng)的優(yōu)點在于傳輸激光能量高，對葉片的空間擺放位置沒有限制；可以實現(xiàn)各種曲面上的熔覆加工；可控性好，易實現(xiàn)自動化控制。
文檔編號C23C24/08GK1990152SQ200510130873
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月26日
發(fā)明者張靜波, 陳江, 趙越 申請人:沈陽大陸激光技術(shù)有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan