技術領域：激光加工與機床刀具制造領域。

技術背景：工業機床刀具制造領域中，刀具的硬度與機械性能決定著刀具的質量與壽命，刀具的硬度與機械性能取決于刀具的材料與熱處理，常規方法中，中頻或高頻爐加熱往往是整體的，即使局部加熱，也是難以實現精確到厘米范圍的加熱，指向性很差，為此我們提出一種工業刀機具激光新材料熔覆與精密熱處理與熱處理機，精確到毫米范圍，具有精確地指向性。

技術實現要素：
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一種工業刀機具激光新材料熔覆與精密熱處理與熱處理機，它包括：四波長光纖激光掃描結構、多管噴粉的噴粉針管轉換機構與兩轉動三移動的五自由度數控工作臺結構，共三個結構，這三個結構構成了四波長光纖激光聚焦在加工工件球銑刀上的激光熔覆與熱處理空間結構，根據紅外探測器探測的信號，控制各個波長的激光的強弱與頻率，由中心控制器驅動光纖激光掃描器控制四波長激光的聚焦點與掃描路徑，中心控制器控制噴粉的噴粉針管轉換機構實施變換噴粉，中心控制器控制五自由度數控工作臺帶動加工工件銑刀、鏜刀等刀具，實施五自由度運動加工，即實施四波長激光多管噴粉五自由度數控運動的激光熱處理與新材料熔覆的工作過程。

結構一、整體結構

設置四波長激光多管噴粉五自由度數控臺與的激光熔覆與熱處理結構，它包括：四波長光纖激光掃描結構、多管噴粉的噴粉針管轉換機構與兩轉動三移動的五自由度數控工作臺結構，共三個結構，這三個結構構成了四波長光纖激光聚焦在加工工件球銑刀上的激光熔覆與熱處理空間結構，這里以球銑刀為例，包括盤銑刀、弧銑刀、細鏜刀，等各種銑刀、鏜刀、車刀、鉸刀等，都可以實施激光熱處理與新材料熔覆的加工。

結構二、四波長光纖激光掃描結構

四波長光纖激光掃描結構包括四波長光纖激光器與四個光纖激光掃描器構成，設置四波長光纖激光器，四波長光纖激光器由465nm光纖激光器i、532nm光纖激光器ii、1064nm光纖激光器iii與1500nm光纖激光器iv組成，四波長光纖激光器安裝在光纖激光器支座上，四波長光纖激光器的四個波長輸出端，對應設置安裝四個光纖激光掃描器，具體是：465nm光纖激光掃描器i、532nm光纖激光掃描器ii，1064nm光纖激光掃描器iii與1500nm光纖激光掃描器iv，這四個光纖激光掃描器安裝在激光掃描器支座上，在激光掃描器支座上還安裝紅外探測器。

結構三、多管噴粉的噴粉針管轉換機構

設置多管噴粉的噴粉針管轉換機構，噴粉針管轉換機構構成如下：換針管機構通過左側的針管卡頭夾住工作位的噴粉針管，換針管機構下面設置換針管驅動電機，換針管機構的右側針管卡頭與儲存針管機構相連接，儲存針管機構通過針管卡頭夾住存儲位的噴粉針管，儲存針管機構下面設置儲存針管驅動電機，換針管驅動電機與儲存針管驅動電機安裝在換針管機構底座上，由此構成了噴粉針管轉換機構。

結構四、兩轉動三移動的五自由度數控工作臺

設置兩轉動三移動的五自由度數控工作臺，兩轉動三移動的五自由度數控工作臺構成如下，設置機座，機座左側豎直安裝z軸移動滑臺，z軸移動滑臺上安裝著z軸移動滑塊，蝸輪蝸桿減速機的側面安裝在z軸移動滑塊上，蝸輪蝸桿減速機的蝸輪軸上設置蝸輪軸端法蘭盤，x軸移動滑臺的右端面安裝在蝸輪軸端法蘭盤上，x軸移動滑臺的左端面安裝著x軸伺服電機，x軸移動滑臺上安裝著x軸移動滑塊，y軸移動滑臺安裝在x軸移動滑塊上，y軸移動滑臺的前端安裝有y軸伺服電機，y軸移動滑臺安裝著y軸移動滑塊，z軸轉動的帶減速機伺服電機安裝在y軸移動滑塊上，三爪卡盤安裝在z軸轉動的帶減速機伺服電機的電機軸上，三爪卡盤的卡爪定位夾緊加工工件球銑刀，由此構成了兩轉動三移動的五自由度數控工作臺，還設置中心控制器。

工作過程：

四波長激光多管噴粉五自由度數控的激光熔覆與熱處理過程，四波長光纖激光器發射465nm光纖激光、532nm光纖激光、1064nm光纖激光與1500nm光纖激光，各自經由465nm光纖激光掃描器i、532nm光纖激光掃描器ii，1064nm光纖激光掃描器iii與nm光纖激光掃描器iv掃描聚焦到加工工件球銑刀上，由中心控制器根據紅外探測器探測的信號，控制各個波長的激光的強弱與頻率，由中心控制器驅動光纖激光掃描器控制四波長激光的聚焦點與掃描路徑，中心控制器控制噴粉的噴粉針管轉換機構實施變換噴粉，中心控制器控制五自由度數控工作臺帶動加工工件球銑刀實施五自由度運動加工，實施選擇性指向性熱處理與激光熔覆，實現漸變與階梯硬度與機械性能的分布，即實施四波長激光多管噴粉五自由度數控運動的激光熱處理與新材料熔覆的工作過程。

核心內容：設置四波長激光多管噴粉五自由度數控臺與的激光熔覆與熱處理結構，它包括：四波長光纖激光掃描結構、多管噴粉的噴粉針管轉換機構與兩轉動三移動的五自由度數控工作臺結構，共三個結構，這三個結構構成了四波長光纖激光聚焦在加工工件球銑刀上的激光熔覆與熱處理空間結構，四波長光纖激光掃描結構包括四波長光纖激光器與四個光纖激光掃描器構成，設置四波長光纖激光器，四波長光纖激光器由465nm光纖激光器i、532nm光纖激光器ii、1064nm光纖激光器iii與1500nm光纖激光器iv組成，四波長光纖激光器安裝在光纖激光器支座上，四波長光纖激光器的四個波長輸出端，對應設置安裝四個光纖激光掃描器，具體是：465nm光纖激光掃描器i、532nm光纖激光掃描器ii，1064nm光纖激光掃描器iii與1500nm光纖激光掃描器iv，這四個光纖激光掃描器安裝在激光掃描器支座上，在激光掃描器支座上還安裝紅外探測器，設置多管噴粉的噴粉針管轉換機構，噴粉針管轉換機構構成如下：換針管機構通過左側的針管卡頭夾住工作位的噴粉針管，換針管機構下面設置換針管驅動電機，換針管機構的右側針管卡頭與儲存針管機構相連接，儲存針管機構通過針管卡頭夾住存儲位的噴粉針管，儲存針管機構下面設置儲存針管驅動電機，換針管驅動電機與儲存針管驅動電機安裝在換針管機構底座上，由此構成了噴粉針管轉換機構，設置兩轉動三移動的五自由度數控工作臺，兩轉動三移動的五自由度數控工作臺構成如下，設置機座，機座左側豎直安裝z軸移動滑臺，z軸移動滑臺上安裝著z軸移動滑塊，蝸輪蝸桿減速機的側面安裝在z軸移動滑塊上，蝸輪蝸桿減速機的蝸輪軸上設置蝸輪軸端法蘭盤，x軸移動滑臺的右端面安裝在蝸輪軸端法蘭盤上，x軸移動滑臺的左端面安裝著x軸伺服電機，x軸移動滑臺上安裝著x軸移動滑塊，y軸移動滑臺安裝在x軸移動滑塊上，y軸移動滑臺的前端安裝有y軸伺服電機，y軸移動滑臺安裝著y軸移動滑塊，z軸轉動的帶減速機伺服電機安裝在y軸移動滑塊上，三爪卡盤安裝在z軸轉動的帶減速機伺服電機的電機軸上，三爪卡盤的卡爪定位夾緊加工工件球銑刀，由此構成了兩轉動三移動的五自由度數控工作臺，還設置中心控制器。

附圖說明：附圖是本發明的結構圖，其中，1、465nm光纖激光器i，2、532nm光纖激光器ii，3、1064nm光纖激光器iii，4、1500nm光纖激光器iv，5、光纖激光器支架，6、存儲位的噴粉針管，7、激光掃描器支座，8、465nm光纖激光掃描器i，9、532nm光纖激光掃描器ii，10、紅外探測器，11、1500nm光纖激光掃描器iv，12、1064nm光纖激光掃描器iii，13、激光束，14、加工工件球銑刀，15、卡爪，16、三爪卡盤，17、z軸轉動的帶減速機伺服電機，18、y軸移動滑塊，19、y軸移動滑臺，20、x軸伺服電機，21、y軸伺服電機，22、x軸移動滑塊，23、x軸移動滑臺，24、蝸輪軸端法蘭盤，25、蝸輪軸，26、蝸輪蝸桿減速機，27、蝸桿軸伺服電機，28、機座，29、中心控制器，30、z軸移動滑塊，31、z軸移動滑臺，32、兩轉動三移動的五自由度數控工作臺，33、z軸伺服電機，34、工作位的噴粉針管，35、換針管驅動電機，36、換針管機構，37、換針管機構底座，38、儲存針管驅動電機，39儲存針管機構，40、針管卡頭，41、四波長光纖激光器。

具體實施方式：

結合附圖，說明一下具體實施方式，設置四波長激光多管噴粉五自由度數控臺與的激光熔覆與熱處理結構，它包括：四波長光纖激光掃描結構、多管噴粉的噴粉針管轉換機構與兩轉動三移動的五自由度數控工作臺結構，共三個結構，這三個結構構成了四波長光纖激光聚焦在加工工件球銑刀14上的激光熔覆與熱處理空間結構，四波長光纖激光掃描結構包括四波長光纖激光器41與四個光纖激光掃描器構成，設置四波長光纖激光器41，四波長光纖激光器41由465nm光纖激光器i1、532nm光纖激光器ii2、1064nm光纖激光器iii3與1500nm光纖激光器iv4組成，四波長光纖激光器41安裝在光纖激光器支座5上，四波長光纖激光器41的四個波長輸出端，對應設置安裝四個光纖激光掃描器，具體是：465nm光纖激光掃描器i8、532nm光纖激光掃描器ii9，1064nm光纖激光掃描器iii12與1500nm光纖激光掃描器iv11，這四個光纖激光掃描器安裝在激光掃描器支座7上，在激光掃描器支座7上還安裝紅外探測器10，設置多管噴粉的噴粉針管轉換機構，噴粉針管轉換機構構成如下：換針管機構36通過左側的針管卡頭40夾住工作位的噴粉針管34，換針管機構36下面設置換針管驅動電機35，換針管機構36的右側針管卡頭40與儲存針管機構39相連接，儲存針管機構39通過針管卡頭40夾住存儲位的噴粉針管6，儲存針管機構39下面設置儲存針管驅動電機38，換針管驅動電機35與儲存針管驅動電機38安裝在換針管機構底座37上，由此構成了噴粉針管轉換機構，設置兩轉動三移動的五自由度數控工作臺32，兩轉動三移動的五自由度數控工作臺32構成如下，設置機座28，機座28左側豎直安裝z軸移動滑臺31，z軸移動滑臺31上安裝著z軸移動滑塊30，蝸輪蝸桿減速機26的側面安裝在z軸移動滑塊30上，蝸輪蝸桿減速機26的蝸輪軸25上設置蝸輪軸端法蘭盤24，x軸移動滑臺23的右端面安裝在蝸輪軸端法蘭盤24上，x軸移動滑臺23的左端面安裝著x軸伺服電機20，x軸移動滑臺23上安裝著x軸移動滑塊22，y軸移動滑臺19安裝在x軸移動滑塊22上，y軸移動滑臺19的前端安裝有y軸伺服電機21，y軸移動滑臺19安裝著y軸移動滑塊18，z軸轉動的帶減速機伺服電機17安裝在y軸移動滑塊18上，三爪卡盤16安裝在z軸轉動的帶減速機伺服電機17的電機軸上，三爪卡盤16的卡爪15定位夾緊加工工件球銑刀14，由此構成了兩轉動三移動的五自由度數控工作臺32，還設置中心控制器29。工作過程，四波長激光多管噴粉五自由度數控的激光熔覆與熱處理過程，四波長光纖激光器41發射465nm光纖激光、532nm光纖激光、1064nm光纖激光與1500nm光纖激光，各自經由465nm光纖激光掃描器i8、532nm光纖激光掃描器ii9，1064nm光纖激光掃描器iii12與1500nm光纖激光掃描器iv11掃描聚焦到加工工件球銑刀14上，由中心控制器29根據紅外探測器10探測的信號，控制各個波長的激光的強弱與頻率，由中心控制器驅動光纖激光掃描器控制四波長激光的聚焦點與掃描路徑，中心控制器29控制噴粉的噴粉針管轉換機構實施變換噴粉，中心控制器控制五自由度數控工作臺帶動加工工件球銑刀14實施五自由度運動加工，即實施四波長激光多管噴粉五自由度數控運動的激光熱處理與新材料熔覆的工作過程。