1.一种螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,包括飞秒激光系统、导光组件、三维振镜系统(20)、照明系统(5)、精密移动系统、CCD监测系统(7)、三维测量与处理系统(18);所述飞秒激光系统包括飞秒激光器(17)、飞秒激光烧蚀头(1)、激光器控制操作平台(16)和激光传感器(19);所述导光组件与三维振镜系统(20)共同构成光路;所述飞秒激光系统发出的激光及照明系统(5)发出的照明光均沿所述光路传递;所述精密移动系统包括精密三维移动轴与控制平台(14),其设置于所述光路出口处,上方安装有螺旋锥齿轮(13);
所述CCD监测系统(7)设置于照明光反射光路上;所述精密三维移动轴与控制平台一侧设有对准螺旋锥齿轮的侧吹气嘴(12)及与其连接的吹气系统(11);
飞秒激光系统所发射的激光束通过导光组件与三维振镜系统(20)组成的光路,在螺旋锥齿轮(13)的齿面上完成聚焦,对齿面进行修正操作,同时三维振镜系统(20)控制X、Y、Z轴振镜位移,从而改变激光束在螺旋锥齿轮(13)齿面的聚焦位置,对不同位置进行高精度修正,精密三维移动轴与控制平台(14)进行位置调整,便于对齿轮的不同齿面进行修正;同时照明系统(5)所发出的照明光,同样沿该光路入射,辐照于螺旋锥齿轮齿面,照明光的反射光沿光路照射在CCD监测系统(7)上,将齿面修正状况予以反馈,从而实现对激光的对焦和加工情况的实时监控;侧吹气嘴(12)对准飞秒激光束与螺旋锥齿轮(13)接触的光斑位置,形成斜向脉冲光束喷射流,吹散修正过程中的等离子体,减少废屑熔凝物对齿面的覆盖;
所述导光组件包括激光扩束器(2),二向色镜(3),分光镜(4),聚焦透镜(6);所述激光沿扩束器(2)、二向色镜(3)向三维振镜系统(20)传递;所述照明光的入射光沿分光镜(4)、二向色镜(3)向三维振镜系统(20)传递;所述照明光的反射光沿二向色镜(3)、分光镜(4)、聚焦透镜(6)传递至CCD监测系统(7);
所述三维振镜系统(20)包括X轴扫描振镜(9)、Y轴扫描振镜(10)、Z轴移动振镜(8)、聚焦透镜(6)。
2.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,所述激光器控制操作平台(16)与控制计算机(15)连接。
3.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,所述CCD监测系统(7)与控制计算机(15)连接。
4.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,所述吹气系统(11)与控制计算机(15)连接。
5.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,所述精密三维移动轴与控制平台(14)与控制计算机(15)连接。
6.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,所述激光传感器(19)与控制计算机(15)连接。
7.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮飞秒激光加工系统,其特征在于,所述侧吹气嘴(12)与螺旋锥齿轮表面光斑成45度角;所述三维振镜安装于数控工作台上。
8.一种螺旋锥齿轮精微修正方法,基于权利要求1‑7任一所述的飞秒激光加工系统,其具体步骤如下:S1:对待加工的螺旋锥齿轮的齿面通过三维测量与处理系统(18)进行三维测量与处理;
S2:规划激光扫描路径,生成相应数控命令传递至控制计算机,由控制计算机将路径命令传递至三维振镜系统(20);
S3:设置飞秒激光器参数,调节吹气系统(11)的喷射频率,调整气柱压力,进行飞秒激光修正加工;
S4:激光修正加工过程中,调整照明系统(5),通过CCD监测系统(7)进行实时监测,观测焦点对准和加工过程状况,实时调整修正过程;
S5:修正加工完成后,通过三维测量与处理系统(18)测量齿面精度是否达到要求,并进行离线测量、优化与正交试验分析。