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专利号: 2019110029070
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高效多自由度超声振动辅助双面激光加工装置,其特征在于:包括机架、自动上下料装置、双面激光加工装置、三自由度移动装置、超声振动辅助装置、辅助吹气装置、控制器、监测装置,所述的机架包括第一安装架、第一安装板、第二安装板、第三安装板、第四安装板、第五安装板、第六安装板,所述的第一安装架包括方钢、第一角钢、第二角钢、第三角钢、支脚,所述的方钢有四个,方钢通过螺栓连接在一起,所述的第一角钢有四个,第一角钢的下端通过螺栓安装在方钢上,所述的第二角钢有四个,第二角钢的上端通过螺栓安装在方钢上,所述的第三角钢有两个,第三角钢通过螺栓安装在两个第一角钢之间,所述的支脚有四个,支脚通过螺栓安装在第二角钢的下端,所述的第一安装板通过螺栓安装在两个第三角钢之间,所述的第二安装板通过螺栓安装在两个第一角钢之间,所述的第三安装板通过螺栓安装在两个第一角钢之间,所述的第四安装板通过螺栓安装在两个方钢之间,所述的第五安装板通过螺栓安装在两个第一角钢之间,所述的第六安装板通过螺栓安装在两个第一角钢之间,所述的自动上下料装置安装在机架上,所述的双面激光加工装置安装在机架上,所述的三自由度移动装置安装在第四安装板上,所述的超声振动辅助装置安装在三自由度移动装置上,所述的辅助吹气装置安装在超声振动辅助装置上,所述的控制器通过螺栓安装在第二安装板上,所述的监测装置安装在机架上,监测装置包括第一高速摄像机、第二高速摄像机,所述的第一高速摄像机安装在第五安装板上,所述的第二高速摄像机安装在第六安装板上。

2.根据权利要求1所述的一种高效多自由度超声振动辅助双面激光加工装置,其特征在于:所述的自动上下料装置包括第一工件输送机构、第二工件输送机构,所述的第一工件输送机构有两个,第一工件输送机构安装在第二安装板上,第一工件输送机构包括第一液压缸、第七安装板、第一导轨、第八安装板、第二液压缸、第二安装架、工件翻转机构,所述的第一液压缸包括第一液压缸体、第一活塞杆,所述的第一液压缸体通过螺栓安装在第二安装板上,所述的第一活塞杆安装在第一液压缸体上,第一活塞杆与第一液压缸体形成移动副,所述的第七安装板通过螺栓安装在第一活塞杆的下端,所述的第一导轨有两个,第一导轨通过螺栓安装在第七安装板上,所述的第八安装板通过螺栓安装在第七安装板上,所述的第二液压缸包括第二液压缸体、第二活塞杆,所述的第二液压缸体通过螺栓安装在第八安装板上,所述的第二活塞杆安装在第二液压缸体上,第二活塞杆与第二液压缸体形成移动副,所述的第二安装架安装在第一导轨上,第二安装架与第一导轨形成移动副,所述的工件翻转机构包括第一电机、第一齿轮传动机构、工件吸附机构,所述的第一电机通过螺栓安装在第二安装架上,所述的第一齿轮传动机构包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、转轴,所述的第一主动齿轮通过键安装在第一电机的输出轴上,所述的第一从动齿轮通过键安装在转轴上,第一从动齿轮与第一主动齿轮相啮合,所述的转轴通过轴承安装在第二安装架上,所述的工件吸附机构包括第一气泵、第一软管、圆管、吸盘,所述的第一气泵通过螺栓安装在第二安装架上,所述的第一软管的一端安装在第一气泵上,第一软管的另一端安装在圆管上,所述的圆管通过螺栓安装在转轴上,所述的吸盘安装在圆管上,所述的第二工件输送机构包括第二电机、第二齿轮传动机构、带输送机构、挡板、工件安置盒、工件,所述的第二电机通过螺栓安装在第三安装板上,所述的第二齿轮传动机构包括第二主动齿轮、第二从动齿轮,所述的第二主动齿轮通过键安装在第二电机的输出轴上,所述的带输送机构包括主动滚筒、从动滚筒、传送带、第一支座、第二支座,所述的主动滚筒通过轴承安装在两个第一支座之间,所述的从动滚筒通过轴承安装在两个第二支座之间,所述的传送带安装在主动滚筒与从动滚筒上,所述的第一支座有两个,第一支座通过螺栓安装在第三安装板上,所述的第二支座有两个,第二支座通过螺栓安装在第三安装板上,所述的第二从动齿轮通过键安装在主动滚筒上,第二从动齿轮与第二主动齿轮相啮合,所述的挡板有两个,挡板通过螺栓安装在第三安装板上,所述的工件安置盒有四个,工件安置盒放置在传送带上,所述的工件放置在工件安置盒内。

3.根据权利要求1所述的一种高效多自由度超声振动辅助双面激光加工装置,其特征在于:所述的双面激光加工装置包括激光器、分束器、第一激光加工机构、第二激光加工机构,所述的激光器通过螺栓安装在第一安装板上,所述的分束器通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第一激光加工机构包括第一反射镜、第一光闸、第二反射镜、第三反射镜、第一物镜调焦机构,所述的第一反射镜通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第一光闸通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第二反射镜通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第三反射镜通过螺栓安装在第六安装板上,所述的第一物镜调焦机构包括第一电机安装座、第三电机、第一丝杆、第一丝母、第一聚焦物镜、第一T型架,所述的第一电机安装座通过螺栓安装在第六安装板上,所述的第三电机通过螺栓安装在第一电机安装座上,所述的第一丝杆安装在第三电机的输出轴上,所述的第一丝母安装在第一丝杆上,第一丝母与第一丝杆形成螺旋副,所述的第一聚焦物镜通过螺栓安装在第一丝母上,第一聚焦物镜与第一T型架形成移动副,所述的第一T型架通过螺栓安装在第六安装板上,所述的第二激光加工机构包括第二光闸、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第二物镜调焦机构,所述的第二光闸通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第四反射镜通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第五反射镜通过螺栓安装在第一安装板上,所述的第六反射镜通过螺栓安装在第五安装板上,所述的第二物镜调焦机构包括第二电机安装座、第四电机、第二丝杆、第二丝母、第二聚焦物镜、第二T型架,所述的第二电机安装座通过螺栓安装在第五安装板上,所述的第四电机通过螺栓安装在第二电机安装座上,所述的第二丝杆安装在第四电机的输出轴上,所述的第二丝母安装在第二丝杆上,第二丝母与第二丝杆形成螺旋副,所述的第二聚焦物镜通过螺栓安装在第二丝母上,第二聚焦物镜与第二T型架形成移动副,所述的第二T型架通过螺栓安装在第五安装板上;

所述的三自由度移动装置包括第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构,所述的第一移动机构包括第五电机、第三丝杆、第二导轨、第三支座、第四支座、第一移动平台、第三丝母,所述的第五电机通过螺栓安装在第四安装板上,所述的第三丝杆安装在第五电机的输出轴上,所述的第二导轨有两个,第二导轨通过螺栓安装在第四安装板上,所述的第三支座通过螺栓安装在第四安装板上,所述的第四支座通过螺栓安装在第四安装板上,所述的第一移动平台安装在第二导轨上,第一移动平台与第二导轨形成移动副,所述的第三丝母通过螺栓安装在第一移动平台的底部,第三丝母与第三丝杆形成螺旋副,所述的第二移动机构包括第九安装板、第六电机、第四丝杆、第三导轨、第五支座、第六支座、第二移动平台、第四丝母,所述的第九安装板通过螺栓安装在第一移动平台上,所述的第六电机通过螺栓安装在第九安装板上,所述的第四丝杆的一端安装在第六电机的输出轴上,第四丝杆的另一端通过轴承安装在第五支座上,所述的第三导轨有两个,第三导轨通过螺栓安装在第九安装板上,所述的第五支座通过螺栓安装在第九安装板上,所述的第六支座通过螺栓安装在第九安装板上,所述的第二移动平台安装在第三导轨上,第二移动平台与第三导轨形成移动副,所述的第四丝母通过螺栓安装在第二移动平台的底部,第四丝母与第四丝杆形成螺旋副,所述的第三移动机构包括第十安装板、第七电机、第五丝杆、第四导轨、第七支座、第八支座、第三移动平台、第五丝母,所述的第十安装板固连在第二移动平台上,所述的第七电机安装在第七支座上,所述的第五丝杆的一端安装在第七电机的输出轴上,第五丝杆的另一端通过轴承安装在第八支座上,所述的第四导轨有两个,第四导轨通过螺栓安装在第十安装板上,所述的第七支座固连在第十安装板上,所述的第八支座固连在第二移动平台上,所述的第三移动平台安装在第四导轨上,第三移动平台与第四导轨形成移动副,所述的第五丝母通过螺栓安装在第三移动平台的底部,第五丝母与第五丝杆形成移动副。

4.根据权利要求1所述的一种高效多自由度超声振动辅助双面激光加工装置,其特征在于:所述的超声振动辅助装置包括超声波发生器、第一超声振动机构、第二超声振动机构、第三超声振动机构、第十三安装板、第六导轨、第三安装架、第四安装架、工件装夹机构,所述的超声波发生器通过螺栓安装在第二安装板上,所述的第一超声振动机构包括第一超声波换能器、第一超声波变幅杆、第九支座、第四移动平台、第五导轨、第十支座,所述的第一超声波换能器安装在第九支座上,所述的第一超声波变幅杆的一端安装在第一超声波换能器上,第一超声波变幅杆的另一端通过螺栓安装在第十支座上,所述的第九支座通过螺栓安装在第十三安装板上,所述的第五导轨有两个,第五导轨通过螺栓安装在第十三安装板上,所述的第四移动平台安装在第五导轨上,第四移动平台与第五导轨形成移动副,所述的第十支座通过螺栓安装在第四移动平台上,所述的第二超声振动机构包括第二超声波换能器、第二超声波变幅杆、第十一安装板、第十二安装板,所述的第二超声波换能器安装在第十一安装板上,所述的第二超声波变幅杆的一端安装在第二超声波换能器上,第二超声波变幅杆的另一端通过螺栓安装在第十二安装板上,所述的第三超声振动机构包括第三超声波换能器、第三超声波变幅杆、第五移动平台、第十一支座、第十二支座,所述的第三超声波换能器安装在第十二支座上,所述的第三超声波变幅杆的一端安装在第三超声波换能器上,第三超声波变幅杆的另一端安装在第十一支座上,所述的第五移动平台安装在第六导轨上,第五移动平台与第六导轨形成移动副,所述的第十一支座通过螺栓安装在第五移动平台上,所述的第十二支座通过螺栓安装在第四移动平台上,所述的第十三安装板固连在第三移动平台上,所述的第六导轨有两个,第六导轨通过螺栓安装在第四移动平台上,所述的第三安装架包括第一支架、第四角钢、第五角钢、第三电机安装座、第十三支座,所述的第一支架有四个,第一支架的下端通过螺栓安装在第五移动平台上,所述的第四角钢有两个,第四角钢通过螺栓安装在两个第一支架之间,所述的第五角钢有两个,第五角钢通过螺栓安装在两个第一支架之间,所述的第三电机安装座通过螺栓安装在两个第一支架之间,所述的第十三支座通过螺栓安装在两个第一支架之间,所述的第四安装架包括底架、第七导轨、第六角钢、第七角钢、第八角钢、第一滑块、第二滑块,所述的底架安装在第七导轨上,底架与第七导轨形成移动副,所述的第七导轨有四个,第七导轨的一端通过螺栓安装在第五角钢上,第七导轨的另一端通过螺栓安装在第五移动平台上,所述的第六角钢有四个,第六角钢通过螺栓安装在底架上,所述的第七角钢通过螺栓安装在两个第一滑块之间,所述的第八角钢通过螺栓安装在两个第二滑块之间,所述的第一滑块有两个,第一滑块安装在第七导轨上,第一滑块与第七导轨形成移动副,所述的第二滑块有两个,第二滑块安装在第七导轨上,第二滑块与第七导轨形成移动副,所述的工件装夹机构包括圆杆、第八电机、第六丝杆、夹持机构、第二支架、第六丝母、第四滑块、第五滑块、第八导轨,所述的圆杆有四个,圆杆的一端固连在第二支架上,圆杆的另一端固连在第五滑块上,所述的第八电机通过螺栓安装在第三电机安装座上,所述的第六丝杆安装在第八电机的输出轴上,所述的夹持机构有八个,夹持机构包括第三滑块、第一夹持条、第二夹持条、旋钮,所述的第三滑块安装在圆杆上,第三滑块与圆杆形成移动副,所述的第一夹持条通过螺栓安装在第三滑块上,所述的第二夹持条通过螺栓安装在第三滑块上,所述的旋钮安装在第三滑块上,所述的第二支架有四个,第二支架固连在第六丝母上,所述的第六丝母有两个,第六丝母安装在第六丝杆上,第六丝母与第六丝杆形成螺旋副,所述的第四滑块有四个,第四滑块固连在第二支架上,第四滑块与第八导轨形成移动副,所述的第五滑块有四个,第五滑块安装在第八导轨上,第五滑块与第八导轨形成移动副,所述的第八导轨有四个,第八导轨固连在两个第六角钢之间;

所述的辅助吹气装置包括第二气泵、第二软管、三通阀、第一同轴吹气机构、第一旁轴吹气机构、第二同轴吹气机构、第二旁轴吹气机构、第七软管、四通阀,所述的第二气泵通过螺栓安装在第十三安装板上,所述的第二软管的一端连接到第二气泵上,第二软管的另一端连接在四通阀上,所述的第一同轴吹气机构包括第三软管、第一底座、第一伸缩杆、第二底座、第二伸缩杆、第一气嘴,所述的第三软管的一端连接到四通阀上,第三软管的另一端连接到第一底座上,所述的第一底座通过螺栓安装在第十三安装板上,所述第一伸缩杆安装在第一底座上,第一伸缩杆与第一底座形成移动副,所述的第二底座通过螺栓安装在第一伸缩杆上,所述的第二伸缩杆安装在第二底座上,第二伸缩杆与第二底座形成移动副,所述的第一气嘴安装在第二伸缩杆上,第一气嘴与第二伸缩杆形成球副,所述的第一旁轴吹气机构包括第四软管、第三底座、第三伸缩杆、第四底座、第四伸缩杆、第二气嘴,所述的第四软管的一端连接到四通阀上,第四软管的另一端连接到第三底座上,所述的第三底座通过螺栓安装在第十三安装板上,所述第三伸缩杆安装在第三底座上,第三伸缩杆与第三底座形成移动副,所述的第四底座通过螺栓安装在第三伸缩杆上,所述的第四伸缩杆安装在第四底座上,第四伸缩杆与第四底座形成移动副,所述的第二气嘴安装在第四伸缩杆上,第二气嘴与第四伸缩杆形成球副,所述的第二同轴吹气机构包括第五软管、第五底座、第五伸缩杆、第六底座、第六伸缩杆、第三气嘴,所述的第五软管的一端连接在三通阀上,第五软管的另一端连接在第五底座上,所述的第五底座通过螺栓安装在第十三安装板上,所述的第五伸缩杆安装在第五底座上,第五伸缩杆与第五底座形成移动副,所述的第六底座通过螺栓安装在第五伸缩杆上,所述的第六伸缩杆安装在第六底座上,第六伸缩杆与第六底座形成移动副,所述的第三气嘴安装在第六伸缩杆上,第三气嘴与第六伸缩杆形成球副,所述的第二旁轴吹气机构包括第六软管、第七底座、第七伸缩杆、第八底座、第八伸缩杆、第四气嘴,所述的第六软管的一端连接在三通阀上,第六软管的另一端连接在第七底座上,所述的第七底座通过螺栓安装在第十三安装板上,所述的第七伸缩杆安装在第七底座上,第七伸缩杆与第七底座形成移动副,所述的第八底座通过螺栓安装在第七伸缩杆上,所述的第八伸缩杆安装在第八底座上,第八伸缩杆与第八底座形成移动副,所述的第四气嘴安装在第八伸缩杆上,第四气嘴与第八伸缩杆形成球副,所述的第七软管的一端连接在四通阀上,第七软管的另一端连接在三通阀上,所述的四通阀通过螺栓安装在第十三安装板上。