一種雷射加工系統的製作方法

2023-04-29 21:40:36 2

專利名稱:一種雷射加工系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及雷射加工技術，特別是雷射熔覆技術。
背景技術：
現有的雷射加工機都是在工件的上表面上進行雷射加工或雷射熔覆，對工件的側面的加工，尤其是下面的加工，就必須將工件側置或倒置，對某些工件，尤其是大部件就難以實現。

發明內容本發明的目的在於提供一種能對工件側面和下面進行雷射加工的雷射加工系統本發明提供一種雷射加工系統，由雷射器2、雷射加工機3和冷水機組1組成，其特徵在於所述雷射器2是固體雷射器，雷射加工機3由雷射與光纖耦合部件、光纖部件39、聚焦部件、運動軸部件37及其控制系統38構成；雷射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，與雷射器2連接；光纖部件39連接雷射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，鏡筒內部通冷水給鏡片冷卻，置於運動軸部件37上；運動軸部件37由控制系統38控制。
雷射器所產生的雷射聚成直徑小於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對光線的柔性控制。聚焦鏡可以將光聚焦成直徑在1～4mm範圍內的光點，該光點作用在實體上成為光斑實現熔覆加工。
本發明提供的雷射加工系統，可以備有送粉器4，由料鬥41、圓盤42、控制電機43、刮板44、接料鬥45、輸送動力高壓氮氣或氬氣46、軟管47和噴嘴35構成，料鬥41置於圓盤42的邊緣上方，刮板44置於圓盤42的與料鬥41直徑相對的邊緣上，接料鬥45置於圓盤42該處的下方，接料鬥45下接軟管47，望軟管47裡送高壓氮氣或氬氣46，軟管47與雷射加工機運動軸部件37上的噴嘴35相連接，控制電機43控制圓盤42旋轉。
送粉器4，由可調速的控制電機43來控制圓盤42轉速進而控制給粉量。重力作用使料鬥41中的粉末落在圓盤42上，轉到刮板44位置使被刮下，落在接料鬥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將粉末送至雷射加工機上的噴嘴35，噴射到特定的位置。本設備將粉末噴射到光斑之內，而且其位置與雷射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。
本發明提供的雷射加工系統，其雷射器2的發光體為YAG(釔鋁石榴石)晶體，產生雷射波長只有1.06μm，容易被金屬吸收，而且能夠利用光纖進行傳輸，在做雷射熔覆過程中有很大的優勢(相比氣體雷射而言)，可以實現柔性加工。
本發明提供的雷射加工系統，其運動軸部件37是指雷射加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構成，並安裝在底座上。能夠實現光斑在空間曲面上運動。每個軸由絲槓和導軌組成，導軌控制運動方向，絲槓是與步進電機連接的，將步進電機的的旋轉運動轉化成光斑在相應軸上的直線運動。兩軸同時運動構成雷射焦點平面的曲線運動；三軸同時運動構成雷射焦點的空間曲線運動。雷射聚焦組件就固定在其一個軸的端部。
本發明提供的雷射加工系統，其控制系統38是計算機控制系統，是通用的四軸三聯動步進電機控制系統，可以實現空間曲面的加工，可以預先定製程序等本發明提供的雷射加工系統，其優點在於採用光纖傳輸高能量的雷射，對葉片的空間擺放位置沒有限制；利用同步送粉器，可以實現各種曲面上的熔覆加工；雷射熔鑄技術可控性好，易實現自動化控制。
圖1為雷射加工系統的連接示意圖。
具體實施方式實施例1雷射加工系統，由雷射器2、雷射加工機3、冷水機組1和同步送粉器4組成，雷射器2是固體雷射器，雷射加工機3由雷射與光纖耦合部件、光纖部件39、聚焦部件、運動軸部件37及其控制系統38構成；雷射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，與雷射器2連接；光纖部件39連接雷射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，鏡筒內部通冷水給鏡片冷卻，置於運動軸部件37上；運動軸部件37由控制系統38控制。送粉器4，由料鬥41、圓盤42、控制電機43、刮板44、接料鬥45、輸送動力高壓氮氣或氬氣46、軟管47和噴嘴35構成，料鬥41置於圓盤42的邊緣上方，刮板44置於圓盤42的與料鬥41直徑相對的邊緣上，接料鬥45置於圓盤42該處的下方，接料鬥45下接軟管47，望軟管47裡送高壓氮氣或氬氣46，軟管47與雷射加工機運動軸部件37上的噴嘴35相連接，控制電機43控制圓盤42旋轉。
雷射器所產生的雷射聚成直徑小於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對光線的柔性控制。聚焦鏡可以將光聚焦成直徑在1～4mm範圍內的光點，該光點作用在實體上成為光斑實現熔覆加工。重力作用使料鬥41中的粉末落在圓盤42上，轉到刮板44位置使被刮下，落在接料鬥45中。使用高壓的氮氣46作為粉料輸送的動力，通過軟管47將粉末送至雷射加工機上的噴嘴35，噴射到特定的位置。本設備將粉末噴射到光斑之內，而且其位置與雷射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。
雷射加工系統的運動軸部件37是指雷射加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構成，並安裝在底座上。能夠實現光斑在空間曲面上運動。每個軸由絲槓和導軌組成，導軌控制運動方向，絲槓是與步進電機連接的，將步進電機的的旋轉運動轉化成光斑在相應軸上的直線運動。兩軸同時運動構成雷射焦點平面的曲線運動；三軸同時運動構成雷射焦點的空間曲線運動。雷射聚焦組件就固定在其一個軸的端部。
雷射器2的發光體為YAG(釔鋁石榴石)晶體，產生雷射波長只有1.06μm，容易被金屬吸收，而且能夠利用光纖進行傳輸，在做雷射熔覆過程中有很大的優勢(相比氣體雷射而言)，可以實現柔性加工。
送粉器4，由可調速的控制電機43來控制圓盤42轉速進而控制給粉量。
權利要求
1.一種雷射加工系統，由雷射器(2)、雷射加工機(3)和冷水機組(1)組成，其特徵在於所述雷射器(2)是固體雷射器，雷射加工機(3)由雷射與光纖耦合部件、光纖部件(39)、聚焦部件、運動軸部件(37)及其控制系統(38)構成；雷射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，與雷射器(2)連接；光纖部件(39)連接雷射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，鏡筒內部通冷水給鏡片冷卻，置於運動軸部件(37)上；運動軸部件(37)由控制系統(38)控制。
2.按照權利要求
1所述的雷射加工系統，其特徵在於備有送粉器(4)，由料鬥(41)、圓盤(42)、控制電機(43)、刮板(44)、接料鬥(45)、輸送動力高壓氮氣或氬氣(46)、軟管(47)和噴嘴(35)構成，料鬥(41)置於圓盤(42)的邊緣上方，刮板(44)置於圓盤(42)的與料鬥(41)直徑相對的邊緣上，接料鬥(45)置於圓盤(42)該處的下方，接料鬥(45)下接軟管(47)，望軟管(47)裡送高壓氮氣或氬氣(46)，軟管(47)與雷射加工機運動軸部件(37)上的噴嘴(35)相連接，控制電機(43)控制圓盤(42)旋轉。
3.按照權利要求
1或2所述的雷射加工系統，其特徵在於所述雷射器(2)的發光體為YAG(釔鋁石榴石)晶體。
4.按照權利要求
1或2所述的雷射加工系統，其特徵在於所述運動軸部件37是指雷射加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構成，並安裝在底座上。能夠實現光斑在空間曲面上運動。
5.按照權利要求
3所述的雷射加工系統，其特徵在於所述運動軸部件37是指雷射加工對光斑位置控制的機械部分，有三個形式相同、相互垂直的軸構成，並安裝在底座上，實現光斑在空間曲面上運動。
6.按照權利要求
1或2所述的雷射加工系統，其特徵在於所述控制系統(38)是計算機控制系統。
7.按照權利要求
3所述的雷射加工系統，其特徵在於所述控制系統(38)是計算機控制系統。
8.按照權利要求
4所述的雷射加工系統，其特徵在於所述控制系統(38)是計算機控制系統。
專利摘要
本發明提供一種雷射加工系統，由雷射器2、雷射加工機3和冷水機組1組成，雷射器2是固體雷射器，雷射加工機3由雷射與光纖耦合部件、光纖部件39、聚焦部件、運動軸部件37及其控制系統38構成；雷射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，與雷射器2連接；光纖部件39連接雷射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，鏡筒內部通冷水給鏡片冷卻，置於運動軸部件37上；運動軸部件37由控制系統38控制。本發明提供的雷射加工系統的優點在於傳輸雷射能量高，對葉片的空間擺放位置沒有限制；可以實現各種曲面上的熔覆加工；可控性好，易實現自動化控制。
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
發明者張靜波, 陳江, 趙越 申請人:瀋陽大陸雷射技術有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan