[发明专利]侧立式同步双驱激光加工机床

说明书

本发明公开了一种侧立式同步双驱激光加工机床，它包括床身（1）、激光柜组件（4）和电器柜组件（5），床身（1）下安装有床身底座（6），床身（1）上竖向安装有Z轴组件，Z轴组件上横向安装有XY轴组件（3）；XY轴组件（3）上安装有激光器；激光柜组件（4）和电器柜组件（5）安装于床身（1）周边；电器柜组件（5）内安装有用于控制整个机床工作的控制中心；Z轴组件采用双立柱结构，每根立柱上设有对应的驱动，Z轴组件与XY轴组件（3）构成同步双驱动龙门式结构；激光器为半导体耦合光纤激光器。激光加工机床具有能完成大型平面模具的激光淬火、焊接、切割等多种功能，且体积小，结构稳定性好的有益效果。

技术领域

本发明涉及激光加工机床技术领域，具体是指一种能完成大型平面模具的激光淬火、焊接、切割等功能，集光、机、电以及制冷和材料加工技术于一体的侧立式同步双驱激光加工机床。

背景技术

由于激光加工机床可基于激光系统的红外辐射与材料固有热作用而将材料加热、熔化、烧蚀甚至汽化来进行打孔、切割、焊接以及表面热处理。且激光加工是非接触加工，加工速度快，生产率高，打一个小孔的时间约需0.1s，热影响区域小，热变形也小。该技术在汽车、航空、宇航、电子、机械和轻工等方面的应用愈来愈广。

以激光加工机床中的激光淬火成套设备为例，激光淬火又称激光相变硬化热处理，是将规律的强激光束照射到工件表面，迅速将工件表面温度提高到奥氏体转变温度以上，熔点以下的范围之内，通过激光束的快速移动，被加热的部位与工件内部进行快速的热交换，使工件表面的冷却速度极快以实现马氏体的转化，得到极细的马氏体结构组织。由于激光相变硬化是采用快速加热与快速冷却的工作方式，它在工件表面上产生的压应力可以达到750Mpa以上，从而增强了材料的疲劳性能。目前激光淬火已经应用于汽车模具、齿轮、曲轴、汽缸、活塞杆、导轨、轧辊、剪刃等领域的加工，可有效提高零部件的耐磨性和使用寿命以及提高抗磨损、抗疲劳性。例如，在大型齿轮处理的齿面、大型轴类零部件的轴颈淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可满足实际工况需求。

目前市场上激光淬火设备通常采用激光器与大型多功能加工机床结合组成成套设备，其特点在于将激光淬火技术与通用加工机床简单结合，能实现各种不同部件的表面淬火，但该结构有一定局限性，不能实现快速移动及现场淬火，无法完成对大型平面模具的激光淬火；且还有功能单一，结构稳定性差，占用体积大等不足之处。

针对上述问题，本专利申请的发明人通过检索，有发现名为可移动式激光淬火装置的发明专利一件，该专利公开了一种可移动式激光淬火装置，包括基体、设置在基体上的六轴机械手以及设置在六轴机械手末端的激光淬火头，所述基体设置在移动机构上，该移动机构包括移动平台、设置在移动平台上的滚轮以及驱动所述滚轮转动的驱动源，在所述移动平台上还设置有在垂直方向运动的与地面接触的支撑机构。该专利解决了激光淬火装置的移动性问题，但功能还是单一，竖直方向上的移动高度有限，且结构稳定性偏低。

本专利申请的发明人进一步检索到一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备及其使用方法的发明专利，也公开了一种激光淬火设备，该设备采用两套激光淬火组件、一套数控三轴、用于安装圆筒形工件的滚轮架，圆筒形工件套设于所述滚轮架上，每套激光淬火组件包括一台激光器、一台冷水机、一套激光淬火头，所述激光器通过光纤连接对应的激光淬火头，所述激光器和所述激光淬火头均通过水管与对应的冷水机相连，两套激光淬火组件的激光淬火头沿圆筒形工件的轴向间隔安设于数控三轴上。该专利方案效率比较高，且对圆筒形工件有很好的适用性。但对于大型平面模具，其运动幅度还有稳定性仍不能很好的适配，且功能多样性方面也比较欠缺。

综上所述，目前缺少一种能完成大型平面模具的激光淬火、焊接、切割等多种功能，且体积小，结构稳定性好的激光加工机床。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能完成大型平面模具的激光淬火、焊接、切割等多种功能，且体积小，结构稳定性好的侧立式同步双驱激光加工机床。