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    广西11选5任选一指的是: 具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置及方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN201610739003.6

    申请日:

    2016.08.26

    公开号:

    CN106312567A

    公开日:

    2017.01.11

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):B23P 23/04申请日:20160826|||公开
    IPC分类号: B23P23/04; B23K26/046(2014.01)I 主分类号: B23P23/04
    申请人: 长春理工大学
    发明人: 于化东; 王志超; 许金凯; 于占江; 廉中旭; 张向辉; 徐哲; 杜强; 于文川; 任增辉
    地址: 130033 吉林省长春市朝阳区卫星路7089号
    优先权:
    专利代理机构: 长春菁华专利商标代理事务所 22210 代理人: 陶尊新
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610739003.6

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.02.08|||2017.01.11

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置及方法属于机械加工设备技术领域,目的在于解决现有技术存在的激光辅助微切削过程中不能实时监测待加工表面的高度变化的问题。本发明的运动单元、激光辅助加工单元安装在减震平台上,光学自动跟随单元设置在激光辅助加工上;光学自动跟随单元包括透镜A、透镜B和线阵CCD传感器;激光辅助加工单元中的激光光源发出的激光经透镜A照射到待加工表面,经待加工表面反射的激光光束透过透镜B聚焦于线阵CCD传感器;待加工表面安装在运动单元上,计算机控制单元根据线阵CCD传感器反馈的激光作用距离通过运动单元实时调节待加工表面在X向、Y向和Z向的位移。

    权利要求书

    1.具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置,包括减震平台(1)、运动单元、
    激光辅助加工单元和计算机控制单元;
    所述运动单元安装在所述减震平台(1)上,激光辅助加工单元的龙门支撑架(13)固定
    在所述减震平台(1)上;其特征在于,
    还包括光学自动跟随单元,所述光学自动跟随单元设置在所述激光辅助加工单元的龙
    门支撑架(13)上;所述光学自动跟随单元包括透镜A(10)、透镜B(12)和线阵CCD传感器
    (11);激光辅助加工单元中的激光光源(8)发出的激光经透镜A(10)照射到待加工表面上刀
    具沿进给方向的前端,经待加工表面反射的激光光束透过透镜B(12)聚焦于线阵CCD传感器
    (11),所述线阵CCD传感器(11)和所述计算机控制单元连接;
    所述待加工表面安装在运动单元上,计算机控制单元根据线阵CCD传感器(11)反馈的
    激光作用距离通过运动单元实时调节待加工表面在X向、Y向和Z向的位移。
    2.根据权利要求1所述的具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置,其特征
    在于,所述运动单元包括X向滑台(4)、Y向滑台(3)、Z向滑台(2)和工件夹具(5);所述Z向滑
    台(2)固定在减震平台(1)上,所述Y向滑台(3)固定在Z向滑台(2)上;X向滑台(4)固定在Y向
    滑台(3)上,工件夹具(5)固定在X向滑台(4)上;所述X向滑台(4)使用直线电机驱动,所述Y
    向滑台(3)和Z向滑台(2)使用伺服电机驱动;Z向滑台(2)为大行程滑台,计算机控制单元控
    制X向滑台(4)、Y向滑台(3)和Z向滑台(2)运动。
    3.根据权利要求2所述的具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置,其特征
    在于,所述激光辅助加工单元还包括安装支架(9)、切削刀具(6)和力传感器(7);激光光源
    (8)通过安装支架(9)安装在龙门支撑架(13)横梁顶端;激光光源(8)轴线安装在切削刀具
    (6)沿进给方向的前端并垂直于X向滑台(4)台面,所述切削刀具(6)安装在力传感器(7)上,
    切削刀具(6)的主切削刃垂直于待加工表面进给方向。
    4.根据以上任意一项权利要求所述的具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削
    装置,其特征在于,所述激光光源(8)轴线与透镜A(10)轴线一致。
    5.根据权利要求1所述的具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置的微切削
    方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤一:调整微切削装置,将待加工表面通过工件夹具(5)夹紧;
    步骤二:调整透镜A(10)和待加工表面的作用距离为L;
    步骤三:计算机控制单元控制运动单元带动待加工表面进行做正交运动,实现正交切
    削;
    步骤四:激光光源(8)发出的激光光束经透镜A(10)照射到待加工表面,经待加工表面
    反射的激光光束经透镜B(12)聚焦于线阵CCD传感器(11);
    步骤五,实时判断激光在线阵CCD传感器(11)的像面上是否有位移,若是,则执行步骤
    六,若否,则执行步骤八;
    步骤六,计算机控制单元根据激光在线阵CCD传感器(11)的像面上形成的位移d'通过
    公式(1)计算得到待加工表面在Y方向的运动距离d:
    <mrow> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>d</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> <msub> <mi>sin&theta;</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>dsin&theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>b</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>dcos&theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
    其中:a为激光入射光轴和反射光轴的交点到透镜B(12)前主面的距离;
    b为透镜B(12)后主面到线阵CCD传感器(11)像面中心点的距离;
    θ1为激光入射光轴和反射光轴的夹角;
    θ2为激光反射光轴和线阵CCD传感器(11)像面的夹角;
    整理得到待加工表面在Y方向的运动距离d:
    <mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>ad</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> <msub> <mi>sin&theta;</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>bsin&theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msup> <mi>d</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> <msub> <mi>sin&theta;</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>cos&theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
    步骤七:计算机控制单元根据步骤六中获得的待加工表面在Y方向的运动距离d驱动Y
    向滑台(3)运动,使待加工表面与透镜A(10)的距离为L;
    步骤八:切削刀具(6)继续对待加工表面进行加工;
    步骤九:重复步骤五到步骤八直到加工完成。

    关 键 词:
    具有 激光 焦点 自动 跟随 辅助 正交 切削 装置 方法
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