[发明专利]一种激光喷丸制品表面制造系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光成型技术领域，更具体地说，涉及一种激光喷丸制品表面制造系统。

背景技术

金属工艺制品表面压纹制造技术在现代制造工艺中得到广泛应用。这些压纹深度一致、按一定规律分布在表面上，可以提高产品的美观性和档次，增加产品的附加值。

现有技术中，表面加工技术多种多样，如超声加工法、研磨法、微细电解加工法等；超声加工法加工时振动加工对表面质量影响较大，需要二次加工来进行表面微结构加工的，这种方法存在设备复杂、成本高、加工不稳定等不利因素；微细电解加工中微细电极阵列制造工艺复杂，难度较大。

目前有许多采用激光对材料进行加工的方法，利用激光来改变材料的力学性能或诱导材料产生变形，对加工后的表面质量要求与美观性并不十分关注。

发明专利“摩擦副工作表面微坑数控激光成型方法及装置”(02111930.9)；公布了一种激光材料表面微形貌加工方法，该方法采用激光作为能量源，通过激光烧蚀作用在工件表面加工微坑，充分发挥了激光加工可控性强的优点，但是该技术是利用激光热效应进行微坑加工，对材料有微观汽化和烧蚀作用，会造成局部材料性能发生改变，在工件表面形成许多微观疲劳裂纹，降低材料疲劳性能；“一种激光冲击制造表面微凸起形貌的装置和方法”(CN104308361A)公布了一种激光冲击制造表面微凸起形貌的方法，该方法利用激光诱导产生的高压冲击波作用于金属工件表面，冲击波机械能转化为热能，致金属工件表面熔融形成微熔池；后续形成的二次冲击波作用于金属工件表面的微熔池，致熔池中心材料向周围挤压堆积，最终凝固，形成周围微凸起的凹坑形貌，同时激光冲击表面改性和激光表面微造型两项功能；但由于该方法的熔池在受到冲击波作用时响应不同，必然导致所成的各个微坑大小和形貌不一致，所以存在难于控制的缺陷。

综上所述，如何提供一种便于控制制造效果的激光喷丸制品表面制造系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种激光喷丸制品表面制造系统，该系统便于控制制造结果，且具有较高的制造精度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光喷丸制品表面制造系统，包括：

用于发射激光光束的高能短脉冲激光器，所述高能短脉冲激光器能够调整激光光束的能量大小；

用于对激光光束进行汇聚的聚光透镜；

用于调整激光光束的光束质量的光路准直器；

用于调整激光光束的形状的光束直径调节器；

用于反射所述激光光束的第二反射镜组，所述第二反射镜组设置在激光头运动装置上；

工件装夹运动平台，所述工件装夹运动平台用于夹持加工工件；

设置在加工工件表面的柔性贴膜，用于吸收激光光束能量产生的蒸汽、并保护工件不受激光辐照产生的热损伤；

预存有加工参数的计算机集成控制系统，所述计算机集成控制系统与所述高能短脉冲激光器、光路准直器、光束直径调节器、激光头运动装置和工件装夹运动平台连接，用于控制所述高能短脉冲激光器、光路准直器、光束直径调节器的工作以及用于控制所述激光头运动装置和工件装夹运动平台的运动；

所述聚光透镜、光路准直器、第一反射镜组、光束直径调节器、第二反射镜组和工件装夹运动平台依次设置在所述高能短脉冲激光器的激光光束的光路上。

优选的，还包括用于采集所述加工工件实时加工状态的压纹实时动态监测系统，所述压纹实时动态监测系统与所述计算机集成控制系统连接，用于将所述实时加工状态与目标加工状态进行对比，并根据对比结果调整所述加工参数。

优选的，还包括用于向设置有所述柔性贴膜的加工工件进行喷水作业的流水喷嘴，以便约束等离子体冲击波。

优选的，所述激光头运动装置与竖直设置的导轨连接，所述激光头运动装置的运动方向沿所述导轨长度方向。

优选的，所述工件装夹运动平台为一三联动运动平台，所述工件装夹运动平台可在水平面内沿X轴方向作直线运动、Y轴方向作直线运动以及沿顺时针或逆时针方向转动。

优选的，所述工件装夹运动平台还具有转动底盘，所述转动底盘能够在水平面内进行转动。

优选的，所述工件装夹运动平台还具有转动底盘，所述转动底盘的转动轴线与激光光路的路线共线。

优选的，所述光束直径调节器对所述激光光束的调节范围为0.5-5mm。

优选的，所述高能短脉冲激光器的激光脉宽范围为8ns至16ns，且所述激光脉宽在所述激光脉宽范围内为可调脉宽。