[发明专利]一种实现多种毛化点水平间距的双光点激光毛化方法

说明书

本发明公开了一种实现多种毛化点水平间距的双光点激光毛化方法，包括以下步骤：1)测量激光毛化头双光点在轧辊轴线平行方向上的水平间距，计算出可实现的毛化点水平间距值列表；2)使轧辊围绕自身轴线保持匀速旋转运动；3)调节激光毛化头位置，使其聚焦焦点落在轧辊表面上；4)根据工艺需求选择匹配的毛化点水平间距值，换算为激光毛化头运动速度，并使激光毛化头以该运动速度沿着轧辊轴线平行方向平移运动；5)激光器发出激光脉冲，在轧辊表面形成毛化凹坑，毛化凹坑分布在轧辊表面上的双螺旋曲线路径上。本发明可以保证毛化点之间均匀穿插，且无需调节光点水平间距，可以实现多种不同的毛化点水平间距。

技术领域

本发明涉及轧辊表面激光毛化技术，更具体地说，涉及一种实现多种毛化点水平间距的双光点激光毛化方法。

背景技术

激光毛化技术是将高能量、高重复频率的激光脉冲聚焦在轧辊表面，使轧辊表面材料被迅速加热并发生熔化或汽化，在轧辊表面形成毛化一个个毛化点，但受制于轧辊转速、激光器频率等限制，毛化加工速度非常有限。

为提高激光毛化效率，一种做法是增加激光毛化头个数，为保证多个毛化头在加工时毛化点能相互均匀穿插，不存在间隙或重叠，以及保持各激光毛化头的毛化效果一致，如专利CN 203245512U中公开的一种光纤激光毛化双加工头点间距数字控制调节装置，其具有上下布置的两个激光头，通过数控系统和高精度滑台，可以对两个激光头的位置进行精确调节，保证两个激光头的毛化效果一致且毛化点穿插均匀。但这种布置方式由于两个激光头存在较大间距，在轧辊直径变化时，由于弧度的变化会引起聚焦焦点和辊面位置的出现偏差，从而影响毛化加工形貌，且由于激光头的上下间距，导致小直径的轧辊通常难以加工，此外这种装置结构较为复杂，对控制精度要求较高。又如专利CN 103240525 B和专利CN 205043344 U也分别公开了一种光纤激光毛化多加工头点间距数字控制调节装置和一种激光毛化装置，通过并列设置的多个毛化头来提高毛化加工效率，也存在着复杂的间距调节机械结构。

另一种提高激光毛化效率的做法是增加激光毛化头的光点个数，虽然光电焦距一致，但同样需要解决不同光点之间的相互均匀穿插问题，如专利CN 203265911 U公开了一种单头双光点辊类表面激光毛化加工装置，其具有较复杂的光路结构，通过调节光路结构中的镜片角度来调节两个光点之间的距离，从而使光点间距与毛化点间距一致，实现毛化点的均匀穿插，其主要问题是只能适应一种工艺需求，在工艺需求发送变化时又需要重新调节光学镜片角度，且调节精度要求高，操作难度较大。

综上所述，虽然本领域技术人员为解决激光毛化时毛化点的均匀穿插问题做了大量工作，但都明显增加了设备复杂程度，降低了设备可靠性，且每次调节后只能适应一种毛化点水平间距，而在工艺发生变化时，又需要重新进行调节，且调节精度要求高，增加了操作难度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种实现多种毛化点水平间距的双光点激光毛化方法，可以保证毛化点之间均匀穿插，且无需调节光点水平间距，可以实现多种不同的毛化点水平间距。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种实现多种毛化点水平间距的双光点激光毛化方法，包括以下步骤：

1)测量激光毛化头双光点在轧辊轴线平行方向上的水平间距；

2)计算出可实现的毛化点水平间距值列表；

3)使轧辊围绕自身轴线保持匀速旋转运动；

4)调节激光毛化头位置，使其聚焦焦点落在轧辊表面上；

5)根据工艺需求选择匹配的毛化点水平间距值，换算为激光毛化头运动速度，并使激光毛化头以该运动速度沿着轧辊轴线平行方向平移运动；

6)激光器发出激光脉冲，在轧辊表面形成毛化凹坑，毛化凹坑分布在轧辊表面上的双螺旋曲线路径上。