| 多束光合成聚焦的辊类表面毛化激光加工系统及加工方法 | |
王红才 ; 王小环; 杨明江; 王之桐; 彭林华; 占剑
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| 2016-04-13 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明提供一种多束光合成聚焦的辊类表面毛化激光加工系统及加工方法，该系统包括带动辊类工件旋转的机床、将两束以上不同方向的入射光进行合成并经一聚焦组件会聚的多束光合成聚焦装置、安装在机床上并能带动多束光合成聚焦装置沿辊类工件分别径向和轴向移动的激光加工装置以及能控制辊类工件旋转、多束光合成聚焦装置的轴向、径向移动以及多束光合成聚焦装置在辊类工件表面光斑的间距的控制系统。本发明提高了激光毛化的加工速度；不易产生干涉条纹；便于规则和无规则分布参数的设定；便于实现更多光束的合成；在主轴速度受限的情况下提高激光毛化的加工速度；微坑组内微坑重合，用多台低功率激光器实现大光斑,高能量密度的特殊毛化加工。 |
| Application Date | 2014-12-23 |
| Application Number | CN201410809110.2 |
| Patent Number | CN104551408B |
| Claim | 1.一种多束光合成聚焦的辊类表面毛化激光加工系统，其特征在于，包括机床设备、多束光合成聚焦装置、激光加工装置和控制系统，其中： 所述机床设备，用于带动辊类工件旋转，包括机架和设置在所述机架上的主轴和带动所述主轴转动的主轴电机； 所述多束光合成聚焦装置，包括至少一多束光合成组件和聚焦组件，其中： 所述多束光合成组件，用于将两束以上不同方向的入射光进行合成，合成后的光束之间的夹角在0～30度之间；包括至少两台激光器、与所述激光器数量等同的准直器和一个偏转总成；所述激光器与准直器之间均通过光纤连接；所述偏转总成包括至少一个用于改变经由所述准直器出射的光束方向的反射镜； 所述聚焦组件，用于将所述多束光合成组件合成后的光束进行汇聚；包括镜架和设置在所述镜架内的聚焦透镜； 所述激光加工装置，包括带动多束光合成聚焦装置沿所述辊类工件轴向移动的轴向调节机构，和带动多束光合成聚焦装置沿辊类工件径向移动的径向调节机构； 所述控制系统，包括工控机、主轴转动控制装置、增量编码器、轴向移动控制装置、径向间距跟踪控制装置、至少一激光器控制装置和至少一偏转总成控制装置，其中： 所述工控机，通过AT总线分别连接可控分布接口卡和两双路电隔离接口卡； 所述主轴转动控制装置，用于根据其中一个双路电隔离接口卡输入的信号控制主轴及辊类工件的转速； 所述增量编码器，安装在所述机床设备上，用于将反应辊类工件旋转位置的脉冲信号经所述可控分布接口卡发送给所述的工控机； 所述轴向移动控制装置，设置在所述轴向调节机构上，用于根据所述工控机由接收的来自于所述增量编码器的脉冲信号形成的轴向移动指令控制多束光合成聚焦装置沿辊类工件轴向移动速度； 所述径向间距跟踪控制装置，设置在所述径向调节机构上，用于实时跟踪多束光合成聚焦装置与辊类工件之间的径向位移，并根据工控机的预设间距和上述实时跟踪结果控制所述多束光合成聚焦装置与辊类工件之间的径向位移为上述预设间距； 所述激光器控制装置，包括至少两路激光驱动器；所述激光驱动器的输入端均连接所述可控分布接口卡，每个所述激光驱动器的输出端均连接激光器；所述激光驱动器根据所述工控机由接收的来自于所述增量编码器的脉冲信号形成的激光指令，控制所述激光器的工作状态和工作参数； 所述偏转总成控制装置，包括至少一偏转电机驱动器，所述偏转电机驱动器的输入端均连接另一所述双路电隔离接口卡，所述偏转电机驱动器的输出端均连接一安装有用于改变上述激光器发出的光束方向的反射镜的偏转电机；所述偏转电机驱动器用于根据所述工控机的偏转指令控制与其连接的偏转电机的转动角度，进而控制所述反射镜的角度。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 失效 |
| Note | 未缴年费 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/58737 |
| Collection | 先进制造工艺力学实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 王红才,王小环,杨明江,等. 多束光合成聚焦的辊类表面毛化激光加工系统及加工方法. CN104551408B[P]. 2016-04-13. |
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| CN104551408A.pdf（1304KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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