激光加工中心的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种激光加工中心。
【背景技术】
[0002]随着技术的进步零件加工的方法和手段也越来越多样化，机械零件加工成型的方法，从基本思路来说可以分成两大类，一种就是传统的从整体逐渐去除材料而最终得到成品零件，如传统的车、铣、钻、磨、刨等；另一种就是从离散添加的角度，逐层添加材料来堆积出所需零件，如各种快速成型方法，sls、lom、fdm等，人们分别沿两种思路，或将两种思路结合，开发出各种新的机械加工成型设备，比如电火花成型，线切割技术、激光切割，水刀切割技术等。
[0003]对这些现有的零件加工方法来说各有优缺点，比如传统的切削加工方法，消耗刀具，切削力大，加工系统容易变形，影响加工精度，同时，绝大部分切削加工需要切削液，而切削液往往有毒副作用，而且加工材料受限制，比如特别硬的材料，或其他一些特殊材料都难以加工。各种离散堆积成型的方法，还大多只能制造原型件，其制件的强度和精度都较低，大多无法实际应用。其他如电火花成型等也都存在污染大，效率低等缺点。零件机加工后微观表面依然是高低起伏不平的。很多应用场合要求零件有较高的表面精度，所以需要对之进行光整加工。复杂曲面表面的光整加工较为困难。
[0004]激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，随着激光技术的发展，在材料加工方面，已逐步形成了一系列親新的激光加工方法--统称激光加工(Lasser Beam
Machining简称IBM)。激光加工可以用于打孔、切割、打标、焊接、热处理、以及激光雕刻等各个领域。由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小、可以加工各种材料，已经在生产实践领域中愈来愈多地显示了它的优越性，越来越受到人们的重视。激光加工是利用光的能量，经过透镜焦聚，在焦点上达很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。
[0005]机械加工行业里，金属零件或其他材质的零件的切削加工中，有些材料特别难加工比如航空制造业里的高温合金，陶瓷材料等等，加工过程中刀具使用寿命低，切削质量也不容易保证，如果可以使用高能激光取代传统刀具，就可以解决刀具消耗大和切削热以及切削力影响加工质量的问题，并且可以加工传统切削手段所难以加工的材料，比如玻璃、陶咨绝绝bL.ο
[0006]有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种激光加工中心，使其更具有产业上的利用价值。
【发明内容】
[0007]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种工作效率高，加工精度高，节能环保的激光加工中心。
[0008]本发明提出的一种激光加工中心，其特征在于:包括控制系统、激光器、光路系统、加工机床、聚光系统、激光刀头、气源和废料接收装置，所述激光刀头活动安装在所述加工机床上，所述光路系统连接在所述激光器和所述激光刀头之间，所述激光刀头中设有保护气喷咀，所述保护气喷咀与所述气源连通，所述聚光系统位于所述光路系统与所述激光刀头之间，所述废料接收装置位于所述激光刀头的下方，所述激光器和加工机床均与所述控制系统通信连接。
[0009]作为本发明的进一步改进，还包括一激光冷却系统，所述激光冷却系统为激光冷却机，所述激光器安装在所述激光冷却机中并与所述激光冷却机通信连接。
[0010]作为本发明的进一步改进，还包括一安全系统，所述安全系统为一监控设备，所述激光器和加工机床均与所述安全系统通信连接，所述安全系统与所述控制系统通信连接。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述加工机床包括床身、夹具、立柱、横梁和悬臂，所述夹具固定在所述床身上所述夹具供工件装夹，所述立柱为两个且分别竖直固定在所述床身的后端两侧，所述横梁上下移动连接在所述立柱上，所述悬臂左右移动连接在所述横梁上，所述悬臂与所述横梁垂直，所述激光刀头前后移动连接在所述悬臂的下方。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述废料接收装置为一水箱，所述床身的中间设有敞开的空腔，所述水箱放置在所述空腔中。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述床身上端面的四周固定有挡板。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述聚光系统为一凸透镜，所述聚光系统固定安装在所述激光刀头的上端。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述激光刀头的外壁上设有一接气口，所述接气口与所述保护气喷咀连通，所述接气口通过气管与所述气源连接。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述气源的出气口处固设有气阀，所述光路系统的出口处固设有开关。
[0017]作为本发明的进一步改进，所述控制系统为一计算机。
[0018]借由上述方案，本发明至少具有以下优点:本发明激光加工中心使用高能激光束作为加工刀具，不用使用传统刀具，几乎没有切削力，也不存在冷却和润滑问题，几乎不受材料限制，可加工各种高硬、脆性、韧性材料。工作效率高，加工精度高，节能环保。同时，本发明综合利用了两类加工思想，以离散的思想为指导，以应用高能激光精准去除材质的方法为手段，高效、高精度地加工零件，是制造方法的一个全新突破。利用用高能激光束，以适当的功率扫描零件的表面，使得为突起部分熔融，回缩向零件基体表面，从而实现零件的光整加工。
[0019]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0020]图1为本发明激光加工中心的组成示意图；
[0021]图2为本发明中加工机床的结构示意图；
[0022]图3为本发明中激光刀头的结构示意图；
[0023]图4为实验例中零件加工的示意图；
[0024]图5为实验例中激光扫描路径示意如图；
[0025]其中:1-控制系统；2_激光器；3_光路系统；4_加工机床；5_聚光系统；6-激光刀头；7-气源；8_废料接收装置；9_保护气喷咀；10-激光冷却系统；11-安全系统；12_气管；13_气阀；14_开关；15_工件；41_床身；42_夹具；43_立柱；44_横梁；45_悬臂；46_挡板；61_接气口。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0027]实施例:一种激光加工中心，包括控制系统1、激光器2、光路系统3、加工机床4、聚光系统5、激光刀头6、气源7和废料接收装置8，所述激光刀头活动安装在所述加工机床上，所述光路系统连接在所述激光器和所述激光刀头之间，所述激光刀头中设有保护气喷咀9，所述保护气喷咀与所述气源连通，所述聚光系统位于所述光路系统与所述激光刀头之间，所述废料接收装置位于所述激光刀头的下方，所述激光器和加工机床均与所述控制系统通信连接。
[0028]该激光加工中心使用高能激光束作为加工刀具，不用使用传统刀具，几乎没有切削力，也不存在冷却和润滑问题，几乎不受材料限制，可加工各种高硬、脆性、韧性材料。工作效率高，加工精度高，节能环保。同时根据加工需要可以在激光刀头内通入相应气体，比如惰性保护气体等使其与激光束共同作用在工件加工区域，以对加工区域形成惰性保护氛围，完成切削加工工作。
[0029]该激光加工中心利用了两类加工思想，以离散的思想为指导，以应用高能激光精准去除材质的方法为手段，把零件和毛坯件分别相应分层离散，同时比较各层，将不属于零件的材料，采用用激光去除，这样逐层进行，