科创中国
五轴联动高功率皮秒激光加工技术产业化项目
成果类型：: 新技术
发布时间: 2023-06-14 10:42:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 黄利婷 | 2023-06-14 10:42:36
激光加工技术是先进制造技术的重要组成部分，在加工技术的进步、传统产业的改造、国防现代化等方面发挥着重要作用。在国外，激光加工技术被誉为“万能的加工工具”、“未来制造系统的共同加工手段”。在激光加工中经常需要针对复杂曲面进行切割、打孔、冲击强化等加工，而要在复杂空间曲面上高精度地实现这些加工工艺则必需五轴联动系统的帮助才可完成。美、日、德等工业发达国家一直注重多轴高端数控激光加工机床的研制开发，尤其在五轴联动激光加工系统的研制方面，采用了先进的数控系统，他们的产品已经步入了产业化阶段。目前，高精度的五轴激光加工系统国外对我国实行了严格的出口限制，防止用于国防项目。因此，急需提高国产五轴联动激光加工系统的性能和水平。
该系统重复定位精度达到了0.002mm，整体精度为0.03mm，运动范围为：X轴：0-300mm，Y轴：0-300mm，Z轴：0-250mm，A轴：-180°- +180°，B轴：-360°- +360°，整机功率最大1.2kW，平动轴的运动速度最大为0.5m/s,转动轴速度最大为12rad/s。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RTAI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。
利用该套系统，可以对金刚石，金属，复合材料等难加工材料的复杂精密成型。其中，CMC材料的加工技术处于国内领先地位，成功地加工了多晶、聚晶合单晶金刚石，用于刀具生产等。在金刚石上成功加工出微槽等功能结构，为拓展金刚石的应用奠定了基础。
宁波市科技创新协会是5A级社会组织。协会现有“公牛集团、如意股份、舜宇光学、金田铜业、华翔集团、杜亚机电”等1500多家科技创新会员企业，并汇聚了众多领域的专家学者、科技院校、科技工作者资源。协会目前拥有单项冠军企业18家，国家级专精特新企业78家，市级专精特新企业185家，高新技术企业1057家；拥有众多如浙大机器人研究院、哈工大宁波研究院、大连理工宁波研究院、西工大宁波研究院等优秀科技服务单位，和浙江大学、宁波大学、浙大宁波理工、宁波工程学院、浙江万里学院等科技合作院校，组成了100多名科研机构院校科技专家和科技项目申报团队。
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RTAI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。
本项目可以采用技术转让、技术合作等多种形式进行对接，欢迎有需求的企业单位联系洽谈。
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