一种单光源并联旋转通气激光加工主轴系统

摘要

本发明公开了一种单光源并联旋转通气激光加工主轴系统，适用于对多孔零件内孔表面的激光加工。本发明的技术方案是将激光加工主轴分组，且每组激光加工主轴的传动系统分层布置，各激光加工主轴的旋转均由同一台电机带动。将激光源的能量等分，并经由外光路分别导入激光加工主轴；主轴内部通辅助气体，辅助气体和激光同轴输出。本发明的激光输出和主轴旋转运动均为单一来源，最大限度地避免了激光功率波动和机械振动导致的加工质量不稳定，有益效果是加工效率成倍提升，系统结构更为紧凑，系统稳定性提高。特别的，本发明尤其适用于具有较小孔间距的多缸发动机缸孔表面的激光加工。

主权项

一种单光源并联旋转通气激光加工主轴系统，其特征在于：包括主轴旋转子系统、主轴平移子系统、激光光源子系统、外光路子系统、辅气子系统；所述主轴旋转子系统包括主轴电机(1)，联轴器(2)，从动轴，多个电机带轮，多个同步带，多个主轴带轮，多个激光加工主轴；主轴电机(1)的输出端通过联轴器(2)连接从动轴，从动轴上安装多个电机带轮，电机带轮通过同步带连接主轴带轮，每个主轴带轮连接一个激光加工主轴；所述主轴平移子系统包括传动箱(5)、竖直导轨(55)，所述多个激光加工主轴都安装在传动箱(5)上，传动箱(5)内部是气室(10)，所述气室(10)为密闭空间，气室(10)内通有辅助气体；传动箱(5)安装在竖直导轨的滑块上，竖直导轨的滑块移动使得多个激光加工主轴沿轴向平移；所述激光光源子系统包括激光源(34)，所述激光源(34)包括：激光谐振腔(35)，多个半反镜片和多个全反镜片；激光谐振腔(35)产生的激光束经半反镜片多次分光和全反镜片多次反射，成为能量相等的多束激光束，激光源(34)的出射激光束的间距通过全反镜片和半反镜片间的距离进行调节；所述外光路子系统包括多个全反镜片、多个激光头、多个聚焦透镜(25)和反射镜(15)；全反镜片将激光源(34)输出的激光束分别反射进入各激光加工主轴；各激光加工主轴末端连接一个激光头，将竖直激光束反射至水平方向；所述聚焦透镜(25)固定于各激光加工主轴下部或各激光头内部，所述反射镜(15)固定于激光头内部、聚焦透镜(25)下方；所述激光束进入激光加工主轴后垂直入射聚焦透镜(25)，聚焦透镜(25)汇聚激光束至激光加工所需功率密度，并经由反射镜(15)照射至工件的内孔表面；所述辅气子系统包括密封镜(8)，轴套气孔(11)和主轴气孔(12)，气嘴A(13)，输气管(14)，气嘴B(16)；所述多个激光加工主轴顶端安装密封镜(8)，密封镜(8)密封主轴内部的辅助气体；所述多个激光加工主轴均装配在轴套内，所述轴套分别贯穿所述气室(10)，轴套上开有轴套气孔(11)，主轴上开有主轴气孔(12)；辅助气体经由轴套气孔(11)、主轴气孔(12)通入激光加工主轴内部；气嘴A(13)导出主轴内的辅助气体，辅助气体通过输气管(14)进入气嘴B(16)；所述气嘴B(16)固定在激光头上，辅助气体最终由气嘴B(16)高速喷出，吹拂工件表面。