[发明专利]聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工方法及装置无效

专利信息
申请号: 201010203986.4 申请日: 2010-06-21
公开(公告)号: CN101862901A 公开(公告)日: 2010-10-20
发明(设计)人: 陈培锋;孙长东;夏灵林;谈贤杰;梁乔春 申请(专利权)人: 苏州市博海激光科技有限公司
主分类号: B23K26/04 分类号: B23K26/04;B23K26/36;B23K26/42
代理公司: 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 代理人: 范晴
地址: 215123 江苏省苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 聚焦 光点无 规则 偏转 激光 表面 加工 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工方法,其特征在于:使高功率脉冲激光器(1)输出的脉冲激光束(2)入射于伪随机声光偏转系统(4)中的声光偏转器(401),通过由伪随机电信号控制的声光偏转器(401)作用后产生二维随机无规则偏转的一个小角度,且在上述过程中,同时使用一置于声光偏转器(401)前部或者后部的聚焦机构(6)对进入或射出声光偏转器(401)的脉冲激光束(2)进行聚焦后形成一系列沿转动的轧辊(13)表面无规则扫描的聚焦光点对轧辊(13)表面进行毛化加工,并在轧辊(13)表面形成随机无规则毛化点分布。

2.根据权利要求1所述的聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工方法,其特征在于按下述具体步骤对轧辊(13)表面实施毛化加工:

1)由数控机床(3)上的轧辊转轴(301)和顶尖(302)装夹轧辊(13);

2)启动数控机床(3),使轧辊(13)按设定的转速旋转,同时使搭载伪随机声光偏转系统(4)及聚焦机构(6)的工作平台(12)沿轧辊(13)的长度方向平移;

3)使高功率脉冲激光器(1)输出的脉冲激光束(2)经光学元件系统(5)入射到伪随机声光偏转系统(4)中的声光偏转器(401);

4)通过伪随机声光偏转系统(4)中的计算机控制器(404)与伪随机信号发生器(403)联合设定声光偏转驱动器(402)的伪随机电信号频率范围及幅值范围,使脉冲激光束(2)经过声光偏转器(401)作用后在一个二维小角度范围内作无规则扫描;

5)通过置于声光偏转器(401)前部或者后部的聚焦机构(6)对进入或射出声光偏转器(401)的脉冲激光束(2)进行聚焦;

6)在数控机床(3)对轧辊(13)转速、工作平台(12)平移速度的控制及由计算机控制器(404)与伪随机信号发生器(403)对声光偏转驱动器(402)输出的伪随机电信号频率范围、幅值范围的控制下,使所述以螺旋线上的点为中心的小范围二维无规则随机扫描的聚焦光点对轧辊(13)进行毛化加工,在轧辊(13)表面上打出无规则的毛化点分布。

3.一种用于实现如权利要求1所述加工方法的聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工装置,包括高功率激光器(1)和数控机床(3),所述数控机床(3)的床身上装有通过平移导轨(303)驱动的工作平台(12)及用于安装轧辊(13)并与平移导轨(303)平行的轧辊转轴(301)和顶尖(302),其特征在于所述工作平台(12)上装有伪随机声光偏转系统(4)和聚焦机构(6),所述伪随机声光偏转系统(4)由顺序电连接的声光偏转器(401)、声光偏转驱动器(402)、伪随机信号发生器(403)及计算机控制器(404)构成,声光偏转器(401)的声光频率及幅值变化由声光偏转驱动器(402)输出的电信号所控制,同时计算机控制器(404)与伪随机信号发生器(403)联合控制声光偏转驱动器(402)输出的伪随机电信号的信号频率和幅值范围,所述聚焦机构(6)置于声光偏转器(401)的前部或者后部。

4.根据权利要求3所述的聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工装置,其特征在于所述高功率脉冲激光器(1)是YAG脉冲激光器,所述YAG脉冲激光器为调Q式脉冲激光器或者外调制脉冲激光器。

5.根据权利要求3所述的聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工装置,其特征在于所述声光偏转器(401)允许的偏转角度范围为3mrad到100mrad,所述声光偏转驱动器(402)的常规工作频率范围为1Hz到100KHz。

6.根据权利要求3所述的聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工装置,其特征在于所述聚焦机构(6)为透射式聚焦镜或者反射式聚焦镜。

7.根据权利要求3所述的聚焦光点无规则偏转的激光辊类表面毛化加工装置,其特征在于所述高功率脉冲激光器(1)和伪随机声光偏转系统(4)之间的激光传输光路上还设置有光学元件系统(5)。

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