[实用新型]一种用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备

说明书

技术领域

本实用新型属于金属薄板表面处理技术领域，特别是一种用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备。

背景技术

金属薄板表面粗化处理，是一种常见的材料加工工艺，广泛应用于需要改进表面粗糙度的各种场合，比如金属薄板的胶接。

激光毛化技术作为近二十多年兴起的毛化技术，越来越广泛的应用于增加材料表面的粗糙度。激光毛化是一个复杂的激光与物质相互作用的冶金物理化学过程。高能量(104~106J/cm2)、高重复频率(103~105Hz)激光脉冲作用在材料表面，材料吸收光能，光能转换为材料的热能使得材料温度升高，局部熔化、气化。高能量密度的激光输入甚至使材料离子化，熔化材料产生熔池。熔池是毛化点形成的关键。材料吸收光能所转化的热能向熔池周围和内部传输，在熔池横向和纵向产生温度梯度，温度梯度的方向性影响表面张力的方向性，决定了熔池内熔化材料是从四周向中心或从中心向四周流动。激光脉冲宽度处于微米量级，作用在材料表面时间短，脉冲作用后，变形熔池快速冷却凝固形成毛化点。从而达到对材料表面改形、改性的目的。上世纪80年代，比利时研究中心首次开发出CO2激光毛化冷轧辊技术。此后，激光毛化逐渐成为材料激光表面处理技术重要组成部分。不久前，英国科学家首次将激光毛化技术应用于金属-复合材料胶接工艺中，通过采用激光束在材料表面挑起微小毛刺，形成均匀的毛化表层，显著改善了胶接副的强度与性能。

目前，在金属薄板进行毛化处理时，需要手动对薄板进行装夹固定，不能适应现代化生产需求。因而急需一套能对金属薄板进行毛化处理的全自动设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是一种用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备，该设备在毛化作业前无需手动对薄板进行装夹固定，自动化程度高。

本实用新型公开了一种用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备，包括控制中心、抓取设备、传输设备、激光毛化设备和收集设备。所述抓取设备包括机械手臂、装夹机构和图像采集部件，所述装夹机构固定在机械手臂末端，所述图像采集部安装在机械手臂的前端并且位于装夹机构上方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述装夹机构为柔性吸盘，所述图像采集部件为CCD相机。

作为上述技术方案的另一种改进，所述传输设备包括导轨和固定在导轨上的工作台，所述工作台包括工作平台和抽真空装置。

作为上述技术方案的另一种改进，所述激光毛化设备包括脉冲激光器和偏振器。

作为上述技术方案的另一种改进，所述收集设备包括机械推杆和收集盒。

本实用新型的全自动激光毛化设备只要把金属薄板放置在取样处,并将金属薄板的形貌以及毛化后的形貌输入控制中心,就能自动完成对板材的抓取、固定、毛化以及收集，不仅提高了激光毛化的效率而且提高了毛化的准确度。

附图说明

图1是本实用新型用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备的操作流程图；

图2是本实用新型用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备的结构示意图。

图中，1、机械手臂 2、CCD相机 3、柔性吸盘 4、取样处 5、金属薄板 6、导轨 7、工作平台 8、抽真空装置 9、脉冲激光器 10、偏振器 11、机械推杆 12、收集盒。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型提出的用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备进行详细说明。

如图1和2所示，本发明的用于金属薄板表面处理的全自动激光毛化设备，包括控制中心、抓取设备、传输设备、激光毛化设备和收集设备，所述抓取设备包括机械手臂1、柔性吸盘3和CCD相机2，所述柔性吸盘3固定在机械手臂1末端，所述CCD相机2安装在机械手臂1的前端、柔性吸盘3的上方。取样处4柔性吸盘3的下方，金属薄板5放在取样处4内。位于通过CCD相机2对取样处4的金属薄板5进行图像采集，提取特征图形，通过软件计算出柔性吸盘3所在轴线相对于板材中心的相对位置，控制中心控制机械手臂1进行移动，补偿位置偏差，使柔性吸盘3正对金属薄板5中心，机械手臂1向下移动对金属薄板5进行准确抓取。

所述传输设备包括导轨6和固定在导轨6上的工作台，所述工作台包括工作平台7和抽真空装置8，抽真空装置8安装在工作平台7内，抽真空装置8的开口处位于工作平台7上表面。机械手臂1将金属薄板5精确地放置在抽真空装置8的开口处，通过抽真空装置8对金属薄板5进行固定。所述导轨6在控制中心的控制下，能将工作平台7从起始位置，运送至激光毛化设备下方，毛化完成后运送至收集设备处，完成收集后，工作平台7返回起始位置，重新放置金属薄板5。