[实用新型]激光冲击波柔性加工设备

说明书

本实用新型涉及激光冲击波柔性加工设备，加工平台上设有X‑Y‑θ运动平台，激光器设于加工平台上，出光基座的一端与激光器连接，另一端与导光臂底座固定连接，导光臂安装于导光臂底座上，导光臂的出光口连接激光加工头，激光加工头安装在机械手上，机械手置于直线运动单元上，传感器固定于激光加工头上；约束层容器与吸收层容器固定于激光器上，约束层容器连接约束层喷管，吸收层容器连接吸收层喷管，约束层喷管和吸收层喷管经导光臂缠绕后止于激光加工头处，与激光加工头形成便于冲击加工时待加工部位所需角度。导光臂运动和运动平台运动，实现工件移动、激光束移动相结合的强化方式，实现柔性加工，满足大尺寸零部件激光冲击加工需求。

技术领域

本实用新型涉及一种激光冲击波柔性加工设备，属于激光冲击加工技术领域。

背景技术

目前，随着激光冲击技术应用上的重大突破，激光冲击加工引起全球关注。激光冲击强化为非接触性加工方式，激光设备与被强化构件不直接接触，激光辐射不受构件结构影响，其他表面强化技术对大型结构件强化，对设备的要求很高，而激光冲击强化可克服上述不足，并可对强化过程进行调控。激光冲击强化可有效消除部件残留的残余拉应力，而且无热影响区。但针对大型零部件的冲击加工，采用传统的激光束固定、工件移动的强化方式实施的难度大，现有的激光冲击强化装备无法对其完成加工。

针对激光冲击柔性加工技术，研究者们也进行了一些探索，如江苏大学叶云霞、张凯等人公开了一项实用新型：可移动在线激光冲击加工装置和方法，专利公开号CN106929663 A，该加工装置能够实现在线冲击加工过程中，将激光器的移动、吸收层和约束层的喷涂集成到同一装置中，且在线调节激光头与待加工部位的距离和角度，一定程度上的实现了激光冲击柔性加工，但是只适用于在线激光冲击强化、在线激光冲击整形、在线激光冲击修复的场合，对于大型零部件的冲击强化加工并不适用，不符合大型零部件冲击强化的工艺要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种激光冲击波柔性加工设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

激光冲击波柔性加工设备，特点是：包括加工平台、出光基座、激光器、约束层容器、吸收层容器、导光臂以及激光加工头，所述加工平台上设有X-Y-θ运动平台，所述激光器设于加工平台上，出光基座的一端与激光器连接，另一端与导光臂底座固定连接，导光臂安装于导光臂底座上，导光臂的出光口连接激光加工头，激光加工头安装在机械手上，机械手置于直线运动单元上，用于测量激光加工头与待加工位置间距离的传感器固定于激光加工头上；

所述约束层容器与吸收层容器固定于激光器上，约束层容器上经约束层喷管阀门连接约束层喷管，吸收层容器上经吸收层喷管阀门连接吸收层喷管，约束层喷管和吸收层喷管经导光臂缠绕后止于激光加工头处，与激光加工头形成便于冲击加工时待加工部位所需角度。

进一步地，上述的激光冲击波柔性加工设备，其中，所述X-Y-θ运动平台包含X轴运动单元、Y轴运动单元和θ轴运动单元，所述X轴运动单元包含X轴底座、X轴直线导轨、X轴连接板和控制X轴连接板运动的X轴直线电机，X轴直线导轨和X轴直线电机安装于X轴底座上，X轴底座安装于加工平台上，X轴连接板置于X轴直线导轨上，X轴直线电机与X轴连接板驱动连接，控制X轴连接板沿X轴直线导轨运动；

所述Y轴运动单元包含Y轴底座、Y轴直线导轨、Y轴连接板和控制Y轴连接板运动的Y轴直线电机，Y轴直线导轨和Y轴直线电机安装于Y轴底座上，Y轴连接板置于Y轴直线导轨上，Y轴直线电机与Y轴连接板驱动连接，控制Y轴连接板沿Y轴直线导轨运动；所述Y轴底座连接于X轴连接板上；

所述θ轴运动平台包含中空旋转平台和载物板，载物板安装于中空旋转平台上，中空旋转平台安装于Y轴连接板上。

进一步地，上述的激光冲击波柔性加工设备，其中，所述Y轴直线导轨与X轴直线导轨呈90度夹角。