[发明专利]一种大型三维零件表面并行激光刻蚀加工方法和装置

权利要求书

1.一种大型三维零件表面并行激光刻蚀加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人布置在待加工的大型三维零件周围，多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人的布置方式满足如下条件：激光振镜扫描刻蚀加工机器人的加工区域组合能实现对大型三维零件待加工表面的全覆盖；

S2：根据各个激光振镜扫描刻蚀加工机器人加工区域将三维零件待加工表面CAD模型划分成多个待加工片区，每个待加工片区位于一个激光振镜扫描刻蚀加工机器人加工范围内；

S3：通过每个激光振镜扫描刻蚀加工机器人测量工具测量工件上分布在各个片区的定位点，在激光振镜扫描刻蚀加工机器人坐标系中找正工件待加工表面片区，实现加工曲面的分片定位；

S4：根据各个激光振镜扫描刻蚀加工机器人分配的待加工三维零件表面片区的CAD数模及在激光振镜扫描刻蚀加工机器人坐标系中的定位点，在CAM系统中分析处理各激光振镜扫描刻蚀加工机器人待加工表面片区曲面数据，将待加工表面片区再次划分成多个更小区域，以保证工业机器人定位到每个所述更小区域上方时，激光振镜能对所述更小区域进行完全刻蚀加工；

S5：根据步骤S4生成的各个激光振镜扫描刻蚀加工机器人加工片区上未加工的更小区域，计算生成激光振镜扫描刻蚀加工机器人运动路径和激光振镜扫描路径，同步进行激光振镜扫描刻蚀加工机器人之间以及激光振镜扫描刻蚀加工机器人与待加工零件之间碰撞干涉的检查和路径优化；

S6：根据获得的激光振镜扫描刻蚀加工机器人运动路径，CAM系统发送指令给各个机器人控制系统，控制机器人运载激光振镜扫描头到预定待加工零件表面的待加工更小区域上方；

S7：根据获得的各个激光振镜扫描刻蚀加工机器人振镜扫描加工路径，CAM系统发送指令给各个激光振镜扫描头，完成对其加工片区上设定的更小区域的并行激光加工；

S8：依次重复步骤S5和S7，直到加工完成各个激光振镜扫描刻蚀加工机器人的加工片区。

2.一种实现如权利要求1所述方法的三维零件表面并行激光刻蚀加工装置，其特征在于，其包括多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人，每一个激光振镜扫描刻蚀加工机器人由一个激光振镜扫描头安装到一个工业机器人的最后关节臂的末端组成，多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人沿待加工的三维零件周边布置，以使多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人联合完成对三维零件表面全覆盖加工，

其还包括一个大型三维零件表面并行激光刻蚀加工CAM系统，该CAM系统用于起到控制作用，

该CAM系统与工业机器人自带的控制系统之间通过数据通讯线路连接，以能通过CAM系统控制工业机器人，

激光振镜扫描头上包括激光器和振镜，激光器和振镜分别与CAM系统具有电气连接，以能通过CAM系统控制激光振镜扫描头，

CAM系统还用于实现多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人协同工作，以实现多个激光振镜扫描刻蚀加工机器人联合完成对三维零件表面全覆盖加工。

3.如权利要求2所述的一种三维零件表面并行激光刻蚀加工装置，其特征在于，工业机器人为旋转多关节工业机器人，关节数量通常为5个或6个，空间定位精度达到um级。

4.如权利要求2所述的一种三维零件表面并行激光刻蚀加工装置，其特征在于，激光振镜扫描头采用XY振镜、XY振镜配合Z轴动态聚焦、XY振镜配合Z轴电机振镜扫描中的一种或者多种。

5.如权利要求4所述的一种三维零件表面并行激光刻蚀加工装置，其特征在于，CAM系统还用于完成待加工曲面三维数据模型的分析处理，生成机器人运动路径和振镜扫描刻蚀加工路径，并完成对机器人运动控制和振镜扫描头的激光扫描刻蚀加工控制。

6.如权利要求4所述的一种三维零件表面并行激光刻蚀加工装置，其特征在于，所有激光扫描刻蚀加工机器人受同一个CAM系统控制。