[发明专利]一种用于钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备

权利要求书

1.一种用于钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备，其特征在于：它包括激光加工车(1)和动力工程车(2)；

激光加工车(1)包括安装在移动小车(3)上的运动执行机构(5)；运动执行机构(5)为数控机床或机器人时，激光加工头(4)活动安装在运动执行机构(5)上；

动力工程车(2)包括制冷机(11)、空压机(12)、冷干机(13)和激光器高压电源(14)；

激光器(7)的出光口通过导光系统(6)与激光加工头(4)的入光口连接；激光器高压电源(14)与激光器(7)电连接，为其提供产生激光所需要的直流高压电能；

制冷机(11)为激光器(7)及导光系统(6)和激光加工头(4)上的光学镜片提供冷却；

空压机(12)的一个出风口通过管道与冷干机(13)的入风口相连通，冷干机(13)的一个出风口通过管道与激光加工头(4)相连；

控制系统(9)安装在移动小车(3)上；控制系统(9)分别与制冷机(11)、空压机(12)、冷干机(13)、激光器高压电源(14)、激光器(7)和运动执行机构(5)电连接；控制系统(9)控制制冷机(11)、空压机(12)、冷干机(13)、激光器高压电源(14)和激光器(7)的开、关，控制系统(9)控制运动执行机构(5)和激光加工车(1)按照设定的轨迹运动。

2.根据权利要求1所述的在线激光加工设备，其特征在于：移动小车(3)上还安装有送粉器(8)，送粉器(8)与控制系统(9)相连，并通过导管与激光加工头(4)的喷嘴相连；冷干机(13)的另一个出风口通过管道与送粉器(8)相连。

3.根据权利要求1所述的在线激光加工设备，其特征在于：动力工程车上(2)还包括为设备中其它各部件提供电能的发电机(10)。

4.根据权利要求1、2或3所述的在线激光加工设备，其特征在于：激光加工头(4)为透射聚焦式激光加工头或反射聚焦式激光加工头，通过旋转轴(38)安装在运动执行机构(5)上。

5.根据权利要求1、2或3所述的在线激光加工设备，其特征在于：导光系统(6)为光导纤维。

6.根据权利要求1、2或3所述的在线激光加工设备，其特征在于：运动执行机构(5)为数控机床，在数控机床的X轴工作台下面安装有能够旋转的底盘(31)。

7.根据权利要求1、2或3所述的在线激光加工设备，其特征在于：激光加工头(4)由扩束镜(33)、导光筒(34)、透射聚焦镜(35)、激光头支架(37)和喷嘴(39)组成；

导光筒(34)上安装有气嘴(40)，导光筒(34)固定在激光头支架(37)上，扩束镜(33)的出光口插入导光筒(34)的上部，透射聚焦镜(35)安装在导光筒(34)下部，喷嘴(39)与导光筒(34)的底部螺纹连接；激光头支架(37)通过旋转轴(38)安装在运动执行机构(5)上。

8.根据权利要求1、2或3所述的在线激光加工设备，其特征在于：激光加工头(4)由导光筒(34)、非球面聚焦镜(62)和喷嘴(39)组成，非球面聚焦镜(62)安装在导光筒(34)中，喷嘴(39)从侧面与导光筒(34)连接，导光筒(34)的轴心与喷嘴(39)的轴心垂直，导光筒(34)的轴心与非球面聚焦镜(62)的中心沿水平方向一致，喷嘴(39)的轴心与非球面聚焦镜(62)的中心沿垂直方向一致。

9.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于：激光加工头(4)由激光振镜系统和聚焦镜构成，聚焦镜位于激光振镜系统的出光光路上。

10.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于：移动小车(3)包括车身(15)、驱动轮(17)、前轮(18)和边轮(19)；驱动轮(17)和前轮(18)通过提手(20)相连，支撑杆(66)的长度能够调节，其一端固定在提手(20)上，另一端与边轮(19)连接；支撑杆(66)上连接有辅助支架(65)；二个圆弧形导轨(64、64′)分别固定在提手(20)两端，车身(15)的两端分别能够拆卸地安装在二个圆弧形导轨(64、64′)内。