五轴激光精密加工系统与精密加工技术产业化项目

五轴激光精密加工系统与精密加工技术产业化项目-张文武项目简介《中国制造2025》明确指出要重点发展航空装备的核心航空发动机。国产航空发动机的性能与发达国家相比差距明显，大修周期是美国的1/2-1/3，高端军用发动机依赖俄罗斯，民用航空发动机则受制于欧美。解决航空发动机涡轮叶片极端高温环境下材料的耐热性问题，发展涡轮叶片结构高效先进的冷却技术，成为提高发动机整体性能的迫切需求。高端五轴联动激光精密加工系统，将解决新材料的升华式加工、加工深度与能量协调、在线智能控制与检测、宏微结合等关键技术问题，实现先进涡轮叶片曲面复杂异型孔加工能力，打破目前国内只能制备简单冷却孔的局面，相对直圆孔，提升新型叶片材料上异型孔的单孔冷却效率50%以上。

五轴激光精密X/Y/Z轴有效行程分别为500mm/500mm/300mm，重复定位精度分别为±5μm/±5μm/±10μm，负载分别为100kg/150kg/50kg，最大速度分别为2米每秒/2米每秒/0.2米每秒；动力摆头部分A、C轴均采用力距电机并配绝对值圆光栅，形成闭环反馈系统，其中A/C轴旋转角度分别为 ±92度/360度，重复定位精度分别为 10arcsec/10arcsec，负载分别为80KG/50KG，该项研发是以普通PC为基础，利用Linux操作系统的开放性，结合 RTAL实时扩展，从而使的数控系统精度很高;此外，系统采用了实时总线结构，将EtherCAT实时网络通讯协议引入，替代了国内传统开放式数控系统以运动控制卡做插补和运动规划的控制方案，提高了系统的可扩展性和稳定性。解决了五轴的联动以及机械运动系统与激光触发的同步控制的难点。

五轴激光精密加工系统与精密加工技术

1、硬件

（1）201520035190.0 一种基于反射镜导光的五轴联动激光加工机床

（2）201711463636.X 一种高精度激光加工装置与系统

（3）201510290656.6 提高激光加工能力的辅助装置及提高方法 软件外观

（4）201510290633.5 提高扫描振镜系统加工能力的辅助装置及提高方法

（5）201711463636.X 一种高精度激光加工装置与系统

2、软件

（1）2016SR019161 基于TwinCAT和VB的五轴联动设备控制软件

（2）2017R11L1007668 一种五轴联动激光孔加工计算机辅助制造软件

3、外观

（1）201530015390.5 五轴激光加工机床

（2）201730428635.6 五轴联动机床工作转台

五轴激光精密加工系统与精密加工技术可实现高温合金、单晶金属、陶瓷基复合材料等多种难加工材料的精密孔加工，满足国家对飞机发动机叶片冷却孔加工的要求。同时该系统也是一种通用性很强的激光加工设备，可以应用到新型材料的功能化研究中。