一种小尺寸金属件表面激光热处理平台制造技术

本发明专利技术提供一种小尺寸金属件表面激光热处理平台，主要由激光器、激光光路系统、组合承料装置和控制系统组成，控制系统与激光光路系统电连接，激光光路系统包括准直装置和二维扫描振镜系统，组合承料装置从上至下依次包括上部丝杠导轨传动承料装置、中部蜗轮丝杠升降装置和底部滑动装置；上部丝杠导轨传动承料装置位于所述二维扫描振镜系统的正下方，包括与中部蜗轮丝杠升降装置连接的支撑板和可滑动的设于支撑板且能在Y向上运动的承料台，承料台上设有板状金属夹紧平台和柱状金属夹紧装置；底部滑动装置可滑动的设于所述工作台的底板且能够在X向上运动，X向、Y向和升降方向两两垂直。本发明专利技术的有益效果：一机多用，且精度高、误差小。

Laser heat treatment platform for small size metal surface

The invention provides a small size metal surface laser thermal processing platform, mainly by laser and laser optical system, combination of material loading device and control system, control system and laser optical system is electrically connected with the laser optical system comprises a collimating device and a two-dimensional scanning galvanometer system, composite material loading device from up to includes the upper guide screw transmission device for middle worm screw lifting device and the bottom of the sliding device; just below the upper guide screw transmission device for the two-dimensional scanning galvanometer system, which comprises a supporting plate connected with the worm wheel and screw lifting device is arranged on the supporting plate can slide and in the Y direction on the movement of the bearing platform, sheet metal clamping platform and cylindrical metal clamping device is arranged on the bearing platform; the bottom sliding device is arranged on the sliding table and Enough to move up the X, X, Y, and 22 perpendicular to the direction of lift. The invention has the advantages of one machine with multiple purposes, high accuracy and small error.

【技术实现步骤摘要】
一种小尺寸金属件表面激光热处理平台
本专利技术涉及激光加工
，尤其涉及一种小尺寸金属件表面激光热处理平台。
技术介绍
随着工业的迅猛发展，众多制造行业对于金属表面强度、耐腐蚀性、耐磨性等表面性能的要求越来越高。与此同时，环境状况日益恶化这一严重问题也要求制造业淘汰高能耗、高污染的落后生产能力，发展新型低能耗、高效率的环境友好型生产方式。目前，金属表面处理主要有机械处理和化学腐蚀两种方式，机械处理存在生产效率低、操作不灵活等问题；化学腐蚀存在操作不便、污染环境等问题，以上两种方式都不能很好的对金属表面进行处理。《激光技术》，2006第6期中记载了激光在对不同的材料进行处理时，系统是有些差别的。现有技术中的激光处理系统的主要构成有：激光器、光束均匀器、三维位移台和计算机控制系统。激光处理通常采用两种方法：一种是激光光束固定不动，位移台带动工件运动；另一种是位移台和工件不动，光束根据要求运动。用脉冲激光处理时，激光作用在材料表面。然而，表面需要加工或者处理的金属有板状的、也有柱状的，在当前的实际工业应用领域，处理板状的金属采用的激光设备不能处理柱状的金属，从而导致需要耗费大量财力去购买多种激光设备以满足生产需要，极大的增加了生产成本。现有的三维位移台由于采用普通的齿轮与齿轮啮合，精度差、误差大，不能满足金属表面的高精度处理要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种既能处理板状金属、又能处理柱状金属且精度高、误差小的小尺寸金属件表面激光热处理平台。本专利技术的实施例提供一种小尺寸金属件表面激光热处理平台，主要由激光器、激光光路系统、组合承料装置和控制系统组成，所述控制系统与所述激光光路系统和所述组合承料装置电连接，所述激光光路系统包括与所述激光器连接的准直装置和与所述准直装置连接的二维扫描振镜系统，所述激光器和所述激光光路系统均固定于工作台，所述组合承料装置从上至下依次包括上部丝杠导轨传动承料装置、中部蜗轮丝杠升降装置和底部滑动装置；所述上部丝杠导轨传动承料装置位于所述二维扫描振镜系统的正下方，包括与所述中部蜗轮丝杠升降装置连接的支撑板和可滑动的设于所述支撑板且能相对所述支撑板在Y向上运动的承料台，所述承料台上设有用于固定板状金属的板状金属夹紧平台和用于固定柱状金属的柱状金属夹紧装置；所述底部滑动装置可滑动的设于所述工作台的底板且能够相对所述工作台在X向上运动，所述X向垂直于所述Y向，且所述X向和所述Y向均垂直于所述中部蜗轮丝杠升降装置的升降方向。进一步地，所述板状金属夹紧平台包括水平面板、连接所述水平面板和所述承料台的多个支撑柱，及若干紧固钉，所述水平面板上开设有大量紧固孔，所述紧固钉与所述紧固孔配合用于将待处理或处理中的板状金属固定于所述水平面板。进一步地，所述柱状金属夹紧装置包括三爪卡盘、蜗轮蜗杆分度装置和连接所述三爪卡盘与所述蜗轮蜗杆分度装置的传动轴，所述三爪卡盘的中心具有固定柱状金属的中心孔，所述蜗轮蜗杆分度装置包括第一电机、与所述第一电机连接的第一蜗杆和与所述第一蜗杆啮合的第一蜗轮，所述第一蜗轮与所述传动轴连接，所述第一蜗杆转动而通过所述蜗轮和所述传动轴带动所述三爪卡盘转动。进一步地，所述蜗轮通过键与所述传动轴传动连接。进一步地，所述支撑板上表面向上凸设有间隔设置的二固定部，与所述Y向平行的二导轨连接所述二固定部，所述承料台的下表面向下凸设有滑动部，所述滑动部设有二通孔和位于所述二通孔之间的螺纹孔，所述承料台通过所述二通孔套设于所述二导轨，所述支撑板还包括第一驱动电机和水平丝杠，所述水平丝杠的一端与所述第一驱动电机连接，其另一端依次可转动的穿过一所述固定部和所述螺纹孔与另一所述固定部可转动的连接，所述水平丝杆转动而通过所述滑动部与所述水平丝杠的啮合使所述承料台沿所述二导轨滑动。进一步地，所述中部蜗轮丝杠升降装置包括与所述支撑板连接的升降丝杠、中心设有螺旋通孔的第二蜗轮和与所述第二蜗轮啮合的第二蜗杆，所述第二蜗杆与第二电机连接，所述升降丝杠表面的外螺纹与所述螺旋通孔的内螺纹啮合，所述第二蜗杆转动而通过所述第二蜗轮使所述升降丝杠做上升或下降运动。进一步地，所述底部滑动装置为滑块，所述工作台的底板设有与所述X向平行的滑槽，所述滑块设于所述滑槽。进一步地，所述升降方向为Z向，所述二维扫描振镜系统包括与所述Z向平行的Z轴驱动电机、与所述X向平行的X轴驱动电机和聚焦场镜，所述Z轴驱动电机连接有Z轴镜片，所述X轴驱动电机连接有X轴镜片，所述聚焦场镜设于所述X轴镜片正下方，所述Z轴驱动电机和所述X轴驱动电机均与所述控制系统电连接。进一步地，所述控制系统包括主机、与所述主机相连以向所述主机输入控制命令的键鼠设备和与所述主机相连以显示所述主机中相关数据的显示设备，所述主机内设有控制模块。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：(1)由于所述承料台上设有用于固定板状金属的板状金属夹紧平台和用于固定柱状金属的柱状金属夹紧装置，所以通过所述板状金属夹紧平台固定板状金属，所述板状金属能够被从所述激光光路系统射出的激光处理，通过柱状金属夹紧装置固定柱状金属，所述柱状金属能够被从所述激光光路系统射出的激光处理，即本专利技术所述的小尺寸金属件表面激光热处理平台能够一机多用，具有很好的兼容性，能够有效的降低生产成本；(2)传动装置采用蜗轮与蜗杆的纵向啮合代替传统的齿轮与齿轮的法相啮合，既节省了空间，有利于缩小整体体积，而且传动平稳，能够有效的减少对相应零部件的冲击力，使震动减小、噪音降低，同时纵向啮合能够吸收法向误差，从而有助于提高精度、减小误差；(3)高能量密度的激光束可以实现将金属件快速加热到相变温度以上，并利用金属件本身热传导实现急冷，无需冷却介质而获得优异的冷却特性；(4)由于激光光束的直径可以通过聚焦场镜聚焦而获得较小尺寸的聚焦直径，加之激光束的扫描轨迹通过所述控制系统调节，因此可以对小尺寸金属件进行激光热处理，突破了尺寸的限制。附图说明图1是本专利技术小尺寸金属件表面激光热处理平台的整体示意图；图2是图1中的二维扫描振镜系统的示意图；图3是图1中的二维扫描振镜系统的另一实施例的示意图；图4是图1中的上部丝杠导轨传动承料装置的示意图；图5是图4中的柱状金属夹紧装置的示意图；图6是图1中的中部蜗轮丝杠升降装置的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术的实施例提供了一种小尺寸金属件表面激光热处理平台，主要由激光器1、激光光路系统2、组合承料装置8和控制系统6组成。请参考图2和图3，设定竖直方向为Z向，X向与Y向垂直，所述Z向垂直于同时与所述X向和所述Y向平行的平面。请参考图1，所述控制系统包括主机、与所述主机相连以向所述主机输入控制命令的键鼠设备和与所述主机相连以显示所述主机中相关数据的显示设备，所述主机内设有控制模块。请参考图1，所述激光光路系统2包括准直装置21和与所述准直装置21连接的二维扫描振镜系统22，所述激光器1为光纤脉冲激光器，通过光纤23与所述准直装置21连接，所述准直装置21能够将所述激光器1输出的无规则的自然光调整为有序的平行光，该平行光即为被准直后的激光束91。请参考图2，所述二维扫描振镜系统22包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小尺寸金属件表面激光热处理平台，主要由激光器、激光光路系统、组合承料装置和控制系统组成，所述控制系统与所述激光光路系统电连接，其特征在于：所述激光光路系统包括与所述激光器连接的准直装置和与所述准直装置连接的二维扫描振镜系统，所述激光器和所述激光光路系统均固定于工作台，所述组合承料装置从上至下依次包括上部丝杠导轨传动承料装置、中部蜗轮丝杠升降装置和底部滑动装置；所述上部丝杠导轨传动承料装置位于所述二维扫描振镜系统的正下方，包括与所述中部蜗轮丝杠升降装置连接的支撑板和可滑动的设于所述支撑板且能相对所述支撑板在Y方向上运动的承料台，所述承料台上设有用于固定板状金属的板状金属夹紧平台和用于固定柱状金属的柱状金属夹紧装置；所述底部滑动装置可滑动的设于所述工作台的底板且能够相对所述工作台在X方向上运动，所述X方向垂直于所述Y方向，且所述X向和所述Y向均垂直于所述中部蜗轮丝杠升降装置的升降方向。

【技术特征摘要】
1.一种小尺寸金属件表面激光热处理平台，主要由激光器、激光光路系统、组合承料装置和控制系统组成，所述控制系统与所述激光光路系统电连接，其特征在于：所述激光光路系统包括与所述激光器连接的准直装置和与所述准直装置连接的二维扫描振镜系统，所述激光器和所述激光光路系统均固定于工作台，所述组合承料装置从上至下依次包括上部丝杠导轨传动承料装置、中部蜗轮丝杠升降装置和底部滑动装置；所述上部丝杠导轨传动承料装置位于所述二维扫描振镜系统的正下方，包括与所述中部蜗轮丝杠升降装置连接的支撑板和可滑动的设于所述支撑板且能相对所述支撑板在Y方向上运动的承料台，所述承料台上设有用于固定板状金属的板状金属夹紧平台和用于固定柱状金属的柱状金属夹紧装置；所述底部滑动装置可滑动的设于所述工作台的底板且能够相对所述工作台在X方向上运动，所述X方向垂直于所述Y方向，且所述X向和所述Y向均垂直于所述中部蜗轮丝杠升降装置的升降方向。2.如权利要求1所述的小尺寸金属件表面激光热处理平台，其特征在于：所述板状金属夹紧平台包括水平面板、连接所述水平面板和所述承料台的多个支撑柱，及若干紧固钉，所述水平面板上开设有大量紧固孔，所述紧固钉与所述紧固孔配合用于将待处理或处理中的板状金属固定于所述水平面板。3.如权利要求1所述的小尺寸金属件表面激光热处理平台，其特征在于：所述柱状金属夹紧装置包括三爪卡盘、蜗轮蜗杆分度装置和连接所述三爪卡盘与所述蜗轮蜗杆分度装置的传动轴，所述三爪卡盘的中心具有固定柱状金属的中心孔，所述蜗轮蜗杆分度装置包括第一电机、与所述第一电机连接的第一蜗杆和与所述第一蜗杆啮合的第一蜗轮，所述第一蜗轮与所述传动轴连接，所述第一蜗杆转动而通过所述蜗轮和所述传动轴带动所述三爪卡盘转动。4.如权利要求3所述的小尺寸金属件表面激光热处理平台，其特征在于：所述蜗轮通过键与所述传动轴传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林红，李顺合，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42