[发明专利]一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法和加工设备

权利要求书

1.一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法，其特征在于，用数个随机信号发生器分别控制各自对应的脉冲激光器产生无序脉冲激光束，聚焦后，在轧辊表面加工出数条无重叠轨迹的螺旋线，所述两个相邻的螺旋线之间的间距小于激光斑点直径值的150%，每个螺旋线的导程等于相邻螺旋线的间距乘以螺旋线的根数所得到的数值；所述脉冲激光器跟随随机信号发生器所发出的随机变量，随机改变激光脉冲束的占空比。

2.根据权利要求1所述一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法，其特征在于，所述数个脉冲激光器跟随各自对应的随机信号发生器所发出的随机变量，随机改变脉冲激光器发出的脉冲频率和占空比，所述脉冲激光器可以是光纤激光器、YAG固体激光器、半导体激光器、气体激光器或液体激光器。

3.根据权利要求1或2所述一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法，其特征在于，所述毛化“点”在轧辊的周向上的间距是通过脉冲的占空比和频率的随机改变而变化的，毛化“点”在轧辊周向上的密度是通过旋转轧辊表面的线速度和所需毛化“点”的形貌来设定随机信号发生器所产生无序信号的频率区间确定的，当频率的变化区间越宽，毛化“点”的形貌差别越大，当频率的变化区间越窄时，毛化“点”的形貌差别越小；频率区间越窄，而且频率段越高，则毛化“点”在轧辊周向上的密度则越高；频率区间越宽，而且频率段越低，则毛化“点”在轧辊周向上的密度则越低。

4.一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工设备，包括有数控轧辊机床，所述轧辊利用数控轧辊机床使轧辊在机床顶尖的相向顶置下，围绕着自身的中心轴线作匀速的旋转运动，其特征在于，包括有数个激光器和数个激光加工头、所述数个激光加工头共同安装在数控轧辊机床的小拖板上，所述每个激光加工头沿着轧辊的侧母线作轴向匀速移动，在轧辊表面加工出数条无重叠轨迹的螺旋线，在轧辊的轴向方向上，所述两个相邻的螺旋线之间的间距小于激光斑点直径值的150%，每个螺旋线的导程等于相邻螺旋线的间距乘以螺旋线的根数所得到的数值。

5.根据权利要求4所述一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工设备，其特征在于，所述机床主轴的转速为每分钟转速为5-300转。

6.根据权利要求4所述一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工设备，其特征在于,所述每个激光加工头上装有距离跟踪器和轧辊直径测量装置，在通过轧辊直径测量装置测量后，实现自动对焦。

7.根据权利要求4所述一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工设备，其特征在于,所述数个随机信号发生器控制各自对应的激光器发出的脉冲激光，使其随机无序地改变频率和占空比，从而使得通过聚焦镜焦后，每个激光加工头加工出的激光斑点，时而是圆点，时而椭圆点，时而是短点，时而是长点，在轧辊圆周方向上的点间距，时而长，时而短，间距也是无序的，从而使在轧辊上激光毛化过的地方变成毛化“点”，未毛化的过地方变成“空”，无序的毛化“点”和“空”排列出来的图案也是无序的。

8.根据权利要求4所述一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工设备，其特征在于：在激光斑点的能量密度为10⁴~10⁶W/cm²时，表层气化，底层熔化，在离心力和辅助气体的作用下，形成微凸台和凹坑，由于“点”的形貌不一致，所以凸台和凹坑的形貌也不一致，凸台和凹坑对光的折射也不一致。