[发明专利]一种利用光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮的设备

权利要求书

1.一种利用光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮的设备，该设备包括光纤激光器（1）、单模光纤（2）、激光烧蚀头（3）、二维数控电动平台（4）、计算机（5），其特征在于：光纤激光器（1）放置在实验平台上，光纤激光器（1）输出的激光束经单模光纤（2）传导、耦合至带有标准隔离器的激光烧蚀头（3），激光束经过焦距为100～180mm的聚焦透镜（16）聚焦后作用于砂轮表面；激光烧蚀头（3）通过烧蚀头夹持器（25）安装在二维数控电动平台（4）上，侧喷气嘴（6）安装在烧蚀头夹持器（25）上，密实型结合剂超硬砂轮（11）安装在平面磨床上，激光器控制板（13）通过数据线与光纤激光器（1）连接，二维数控电动平台（4）通过数据线与计算机（5）连接，二维数控电动平台（4）的运动通过计算机（5）控制。

2.一种利用光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮的设备，其特征在于：密实型结合剂超硬砂轮目前包括树脂结合剂和金属结合剂超硬磨料砂轮。

3.根据权利要求1所述的利用光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮的设备，其特征在于：激光烧蚀头（3）包括激光头（14）、烧蚀头主体（15）、聚焦透镜（16）、聚焦透镜压环（17）、保护镜片（18）、保护镜片压环（19）、同轴气嘴（20）、同轴送气孔（21）和进气螺纹孔（22），其中，固定螺钉通过固定螺纹孔（23）将激光头（14）和烧蚀头主体（15）连接在一起，聚焦透镜（16）放置在烧蚀头主体（15）内部的凸台上，聚焦透镜压环（17）放置聚焦透镜（16）上，保护镜片（18）放置在聚焦透镜压环（17）上，通过保护镜片压环（19）将聚焦透镜（16）、聚焦透镜压环（17）和保护镜片（18）固定，通过螺纹将同轴气嘴（20）和烧蚀头主体（15）安装在一起，同轴气嘴（20）通过进气螺纹孔（22）和同轴送气孔（21）实现激光烧蚀过程中同轴吹气功能。

4.根据权利要求1所述的利用光纤激光修锐密实型结合剂超硬砂轮设备，其特征在于：激光烧蚀头（3）通过烧蚀头夹持器（25）安装在二维数控电动平台（4）上，二维数控电动平台（4）下端为两个电动平移台（28），其中一个电动平移台用于自动对焦，另一个电动平移台用于轴向进给；加工时通过调节二维数控电动平台（4）的径向运动，使得激光束焦点位置位于砂轮表面。

5.根据权利要求1所述设备修锐超硬砂轮的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）接通电源，给平面磨床、光纤激光器（1）、二维数控电动平台（4）、激光器控制板（13）、计算机（5）通电；

（2）开启磨床，使磨床X轴，Y轴，Z轴回到初始值，开启光纤激光器引导光开关，光纤激光器（1）发出引导红光，调节磨床上下运动，使引导红光沿砂轮径向方向，打开计算机（5）中二维数控电动平台（4）控制系统，控制二维数控电动平台（4）的运动使激光烧蚀头（3）垂直接触砂轮表面，在计算机（5）上设置二维数控电动平台（4）控制参数，运行控制系统实现激光光斑的自动对焦；

（3）通过二维数控电动平台（4）控制系统将引导红光移动至砂轮一侧的边缘点A，通过二维数控电动平台（4）控制系统调整激光烧蚀头（3）轴向行程，使引导红光移动至砂轮一侧的边缘点B点，即激光烧蚀头（3）的轴向运动覆盖砂轮整个宽度，再将引导红光移动至砂轮一侧的边缘点A并保存好A、B两点的位置数据,关闭二维数控电动平台（4）控制系统；

（4）根据待修锐砂轮的类型和修整量，调节激光器控制板（13）上功率旋钮、频率旋钮以及定时旋钮，设置激光平均输出功率、脉冲重复频率以及出光时间；

（5）启动磨床，使砂轮旋转，并根据待修锐砂轮的类型，设置砂轮转速；

（6）根据待修锐砂轮的类型以及修整量，设置轴向进给速度和进给次数；

（7）开启吹气阀门，设置辅助吹气压力；

（8）同时开启光纤激光器出光开关和二维数控电动平台（4）控制系统；

（9）激光束（7）通过激光烧蚀头（3）内聚焦透镜（16）聚焦后，垂直照射在砂轮磨削面，开始修锐过程；

（10）修锐过程结束，光纤激光器（1）自动关闭，二维数控电动平台（4）自动停止轴向进给运动。