[发明专利]一种激光冲击表层强化曲面零件的装置及方法

权利要求书

1.一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于，包括：

可提供激光束的激光发生模块；

可改变激光束传导方向的激光光路传导模块，可沿X轴方向运动；

可对激光束入射角度实时连续调整的激光入射角度调控模块，可沿Y轴方向运动及作回转运动；

可保持激光冲击强化过程中激光焦距位置不变的激光聚焦模块，可作回转运动；

用于识别曲面零件的异形曲面轮廓，获取曲面轮廓数据信息的曲面轨迹扫描模块，可沿Y轴方向运动；

用于实时监控激光冲击强化过程中曲面零件表面强化区域的温度值及热量分布的温度测量模块,可沿Y轴方向运动；

控制装置；

可让曲面零件旋转运动及沿Z轴方向运动的载物台；

所述激光发生模块、激光光路传导模块、激光入射角度调控模块、激光聚焦模块、曲面轨迹扫描模块及温度测量模块均安装在载物台上；

所述控制装置通讯连接激光发生模块、激光光路传导模块、激光入射角度调控模块、激光聚焦模块、曲面轨迹扫描模块及温度测量模块；

于工作时，所述控制装置控制温度测量模块及激光发生模块开启工作，并接收曲面轨迹扫描模块所获取的曲面轮廓数据信息，计算出与曲面零件的表面始终保持垂直的激光入射角度，接着将计算出的激光入射角度传递给激光入射角度调控模块，所述激光入射角度调控模块根据所接收的激光入射角度实时连续调整激光入射角度；所述控制装置根据曲面轮廓数据信息和所接收的温度测量模块的温度反馈信号进行人工智能学习, 以调整往后多次反复的激光冲击波冲击强化加工时的冲击方向。

2.如权利要求1所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述激光发生模块包括激光器、激光电源及激光冷却系统，安装固定在所述载物台上，所述激光电源电性连接激光器及激光冷却系统。

3.如权利要求1所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述激光光路传导模块包括固定式反射镜和可移动式反射镜，所述固定式反射镜安装在载物台上，所述载物台设有第一直线滑台及第一滑轨，所述可移动式反射镜安装在第一直线滑台上，所述第一直线滑台可沿X轴方向运动地安装在第一滑轨上，所述固定式反射镜的中心与可移动式反射镜的中心相对位置与X轴方向始终保持一致。

4.如权利要求1所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述激光入射角度调控模块包括旋转式反射镜、聚焦透镜及齿轮传动组，所述载物台设有第二直线滑台及第二滑轨，所述旋转式反射镜及聚焦透镜均可作回转运动地安装在齿轮传动组上，所述齿轮传动组安装在第二直线滑台，所述第二直线滑台可沿Y轴方向运动地安装在第二滑轨上。

5.如权利要求4所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述齿轮传动组包括相互外啮合的主动轮、双联齿轮及从动轮。

6.如权利要求5所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述双联齿轮是由第一齿轮及第二齿轮同轴连成一体，所述第一齿轮与所述主动轮外啮合，所述第二齿轮与所述从动轮外啮合，所述旋转式反射镜安装固定在所述主动轮上，可跟随主动轮作回转运动，所述聚焦透镜安装固定在所述从动轮上，可跟随从动轮作回转运动。

7.如权利要求6所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述第一齿轮齿数为所述第二齿轮齿数的一半，所述第二齿轮、所述主动轮和所述从动轮的齿数相同，所述旋转式反射镜与聚焦透镜同向旋转。

8.如权利要求5所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述激光聚焦模块包括聚焦透镜，安装固定在所述从动轮上，可跟随从动轮作回转运动。

9.如权利要求4所述的一种激光冲击表层强化曲面零件的装置，其特征在于：所述曲面轨迹扫描模块包括激光测量仪，所述激光测量仪安装在第二直线滑台上，可沿Y轴方向运动。