[实用新型]光纤激光毛化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤激光毛化装置。

背景技术

生产优质冷轧毛化板，首先要对轧机轧辊进行毛化，然后轧机用毛化辊轧制出所需的冷轧毛化薄板。激光毛化是将高能量、高重复频率的脉冲激光束聚焦在轧辊表面，形成微小溶池，在侧吹气体和离心力作用下形成微凸凹体，超快速冷却获得硬度极高的毛化点阵。激光毛化与传统的喷丸毛化和电火花毛化方法相比，其主要优点是：

一、可以提高轧辊的硬度，延长轧辊的使用寿命；

二、轧辊表面粗糙度均匀可控，能明显改善钢板的深冲性能和涂镀性能；

三、提高轧制速度，减少版面擦伤，改善版型，在板卷退火中防止粘连，能显著提高工厂的生产率和产品质量；

四、毛化过程无噪声无污染，是一种清洁文明的生产工艺。

目前激光毛化冷轧薄板（带）已是汽车、家电、电子和轻工业生产需求的重要原材料。而采用光纤激光对轧辊进行毛化又是几种激光源中最先进高效的一种方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光纤激光毛化装置，使毛化的细节参数可调、毛化效果佳、设备造价低、运行成本低、毛化质量稳定可靠，具有极高的普及意义。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

光纤激光毛化装置，包括工业机器人、光纤激光发生器、机器人控制柜、可编程控制柜(PLC)、高精度导轨和旋转机床；工业机器人安装在高精度导轨上，工业机器人上具有毛化射出头；光纤激光发生器、机器人控制柜、可编程控制柜和旋转机床安装在高精度导轨的旁边，光纤激光发生器与毛化射出头连接，机器人控制柜与工业机器人连接，可编程控制柜与光纤激光发生器、机器人控制柜、高精度导轨和旋转机床连接；旋转机床上具有用于夹持工件（待毛化的轧辊）的旋转座。

本实用新型通过编程控制柜实现对光纤激光发生器、机器人控制柜（控制工业机器人）、高精度导轨和旋转机床的协调控制，达到对轧辊进行毛化工作，同时毛化工艺可以实现极高的可调性。

本实用新型具有以下优点：

一、PLC控制系统可调节激光脉冲频率、激光输出功率、能量峰值、脉宽、占空比、进给速度等参数实现毛化工艺，使毛化工艺从各方面具有更高的可控性，具体地说，可实现毛化点的有序排列，毛化点密度可调；也可以实现毛化点的相对无序排列，如点的密度可以随机分布；可实现毛化点的直径大小、凸台的高度、凹坑的深度可以在一定范围内调节控制；可实现毛化粗糙度一定范围内可以任意控制；可实现在轧辊表面毛化出指定图案；

二、采用光纤激光作为激光源，相比CO₂激光或YAG激光性能大大超出：设备稳定性最好、光束质量最佳、最适合柔性加工、能耗极低、使用维护成本最低；

三、可采用PLC控制普通车床的方式控制轧辊转速，设备造价低、精度高；

四、可采用工业机器人或其他专用夹持机构夹持毛化射出头，采用工业机器人时设备柔性好，针对不同工件编程简易，并可支持多工位作业；

五、使用高精度导轨支持工业机器人或其他专用夹持机构行走，扩大加工范围，适合大尺寸工件的加工。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

标号说明：

工业机器人1               毛化射出头11

光纤激光发生器2           机器人控制柜3

可编程控制柜4             高精度导轨5

旋转机床6                 旋转座61

轧辊7。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型揭示的光纤激光毛化装置，包括工业机器人1、光纤激光发生器2、机器人控制柜3、可编程控制柜4、高精度导轨5和旋转机床6。其中，工业机器人1、光纤激光发生器2、机器人控制柜3、可编程控制柜4、高精度导轨5和旋转机床6都是现有的设置，可向生产厂家直接购买。

本案的关键是：工业机器人1安装在高精度导轨5上，工业机器人1上具有毛化射出头11。光纤激光发生器2、机器人控制柜3、可编程控制柜4和旋转机床6安装在高精度导轨5的旁边。光纤激光发生器2与毛化射出头11连接。机器人控制柜3与工业机器人1连接并控制工业机器人1动作。可编程控制柜4与光纤激光发生器2、机器人控制柜3、高精度导轨5和旋转机床6连接，并通过编程控制柜4实现对光纤激光发生器2、工业机器人1、高精度导轨5和旋转机床6的协调控制。旋转机床6上具有旋转座61，用于夹持待毛化的轧辊7。

本实用新型工作流程是这样的：

将待毛化处理的轧辊7人工吊装到旋转机床6的旋转座61上，在可编程控制柜4上设定好旋转机床6、光纤激光发生器2、机器人控制柜3、高精度导轨5的配合方式（旋转速度、激光参数、机器人轨迹、行走速度等）。操作人员按下开始按钮后，工业机器人夹持带动毛化射出头11按指定轨迹行走，行走过程中配合实现毛化射出头11的旋转，同时旋转机床6按设定速度带动待毛化处理的轧辊7旋转，直至完成毛化过程。