[發明專利]聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工方法及裝置

無效

• 申請號: 201010203986.4
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101862901A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 陳培鋒;孫長東;夏靈林;談賢杰;梁喬春
• 申請（專利權）人: 蘇州市博海激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/04
• 分類號: B23K26/04;B23K26/36;B23K26/42
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

1.一種聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工方法，其特征在于：使高功率脈沖激光器(1)輸出的脈沖激光束(2)入射于偽隨機聲光偏轉系統(4)中的聲光偏轉器(401)，通過由偽隨機電信號控制的聲光偏轉器(401)作用后產生二維隨機無規則偏轉的一個小角度，且在上述過程中，同時使用一置于聲光偏轉器(401)前部或者后部的聚焦機構(6)對進入或射出聲光偏轉器(401)的脈沖激光束(2)進行聚焦后形成一系列沿轉動的軋輥(13)表面無規則掃描的聚焦光點對軋輥(13)表面進行毛化加工，并在軋輥(13)表面形成隨機無規則毛化點分布。

2.根據權利要求1所述的聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工方法，其特征在于按下述具體步驟對軋輥(13)表面實施毛化加工：

1)由數控機床(3)上的軋輥轉軸(301)和頂尖(302)裝夾軋輥(13)；

2)啟動數控機床(3)，使軋輥(13)按設定的轉速旋轉，同時使搭載偽隨機聲光偏轉系統(4)及聚焦機構(6)的工作平臺(12)沿軋輥(13)的長度方向平移；

3)使高功率脈沖激光器(1)輸出的脈沖激光束(2)經光學元件系統(5)入射到偽隨機聲光偏轉系統(4)中的聲光偏轉器(401)；

4)通過偽隨機聲光偏轉系統(4)中的計算機控制器(404)與偽隨機信號發生器(403)聯合設定聲光偏轉驅動器(402)的偽隨機電信號頻率范圍及幅值范圍，使脈沖激光束(2)經過聲光偏轉器(401)作用后在一個二維小角度范圍內作無規則掃描；

5)通過置于聲光偏轉器(401)前部或者后部的聚焦機構(6)對進入或射出聲光偏轉器(401)的脈沖激光束(2)進行聚焦；

6)在數控機床(3)對軋輥(13)轉速、工作平臺(12)平移速度的控制及由計算機控制器(404)與偽隨機信號發生器(403)對聲光偏轉驅動器(402)輸出的偽隨機電信號頻率范圍、幅值范圍的控制下，使所述以螺旋線上的點為中心的小范圍二維無規則隨機掃描的聚焦光點對軋輥(13)進行毛化加工，在軋輥(13)表面上打出無規則的毛化點分布。

3.一種用于實現如權利要求1所述加工方法的聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工裝置，包括高功率激光器(1)和數控機床(3)，所述數控機床(3)的床身上裝有通過平移導軌(303)驅動的工作平臺(12)及用于安裝軋輥(13)并與平移導軌(303)平行的軋輥轉軸(301)和頂尖(302)，其特征在于所述工作平臺(12)上裝有偽隨機聲光偏轉系統(4)和聚焦機構(6)，所述偽隨機聲光偏轉系統(4)由順序電連接的聲光偏轉器(401)、聲光偏轉驅動器(402)、偽隨機信號發生器(403)及計算機控制器(404)構成，聲光偏轉器(401)的聲光頻率及幅值變化由聲光偏轉驅動器(402)輸出的電信號所控制，同時計算機控制器(404)與偽隨機信號發生器(403)聯合控制聲光偏轉驅動器(402)輸出的偽隨機電信號的信號頻率和幅值范圍，所述聚焦機構(6)置于聲光偏轉器(401)的前部或者后部。

4.根據權利要求3所述的聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工裝置，其特征在于所述高功率脈沖激光器(1)是YAG脈沖激光器，所述YAG脈沖激光器為調Q式脈沖激光器或者外調制脈沖激光器。

5.根據權利要求3所述的聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工裝置，其特征在于所述聲光偏轉器(401)允許的偏轉角度范圍為3mrad到100mrad，所述聲光偏轉驅動器(402)的常規工作頻率范圍為1Hz到100KHz。

6.根據權利要求3所述的聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工裝置，其特征在于所述聚焦機構(6)為透射式聚焦鏡或者反射式聚焦鏡。

7.根據權利要求3所述的聚焦光點無規則偏轉的激光輥類表面毛化加工裝置，其特征在于所述高功率脈沖激光器(1)和偽隨機聲光偏轉系統(4)之間的激光傳輸光路上還設置有光學元件系統(5)。