[發明專利]一種電鍍超硬磨料砂輪激光整形設備及方法

有效

• 申請號: 201410048564.2
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103878693A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 陳根余;周興才;周聰;鄧輝;蔡頌;張玲;張勇;王大偉;陳俊
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B24B53/06
• 分類號: B24B53/06;B24B53/12
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

1.一種電鍍超硬磨料砂輪激光整形設備，包括：激光控制器（3）、調QYAG激光器（4）、位移傳感器（5），激光燒蝕頭（6）、計算機（7）和四軸聯動平臺（8）；其特征在于：計算機（7）通過激光控制器3控制調QYAG激光器（4），調QYAG激光器（4）通過光纖將激光傳導到激光燒蝕頭（6），計算機（7）發出控制信號，從而通過激光控制器（3）控制調QYAG激光器（4）發出激光，通過激光燒蝕頭（6）打在電鍍超硬磨料砂輪（1）上從而對砂輪進行燒蝕；計算機（7）控制位移傳感器（5）對砂輪進行掃描；計算機（7）通過控制四軸聯動平臺（8）控制位移傳感器（5）對砂輪進行掃描，并控制激光燒蝕頭（6）對電鍍超硬磨料砂輪（1）進行整形。

2.根據權利要求1所述的電鍍超硬磨料砂輪激光整形設備，其特征在于：激光燒蝕頭（6）包括激光頭（9），燒蝕頭主體（10），聚焦透鏡（11），聚焦透鏡壓環（12），保護鏡片（13），保護鏡片壓環（14），同軸氣嘴（15），同軸送氣孔（16），進氣螺紋孔（17）和固定螺紋孔（18），其中，激光頭（9）與燒蝕頭主體（10）為間隙配合，固定螺釘通過固定螺紋孔（18）將激光頭（9）和燒蝕頭主體（10）連接在一起，聚焦透鏡（11）放置在燒蝕頭主體（10）內部的凸臺上，聚焦透鏡壓環（12）和保護鏡片（13）放置在聚焦透鏡壓環（12）上，通過保護鏡片壓環（14）將聚焦透鏡（11）、聚焦透鏡壓環（12）和保護鏡片（13）固定，通過進氣螺紋孔（17）和同軸送氣孔（16）實現激光燒蝕過程中同軸吹氣功能。

3.一種電鍍超硬磨料砂輪激光整形方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、將電鍍超硬磨料砂輪（1）安裝在磨床上，使砂輪轉速1-2m/s，其中，激光燒蝕頭（6）和位移傳感器（5）安裝在四軸聯動平臺（8）上；

步驟2、在計算機（7）中建立電鍍砂輪模型，從電鍍砂輪的端面開始，沿電鍍砂輪母線伸展的方向，在電鍍砂輪母線平均取若干個點，分別計為1、2、3、······1000；

步驟3、從點1開始，計算機（7）控制四軸聯動平臺（8）帶動位移傳感器（5）沿砂輪周向掃描，通過計算機對掃描數據進行分析，剔除異常點，求平均值得到圓周半徑R1，計算機（7）控制位移傳感器（5）相對電鍍超硬磨料砂輪1軸向進給1個單位，同樣方法，可以得到2到1000點的圓周半徑值R2到R1000；

步驟4、通過計算機（7）擬合電鍍超硬磨料砂輪（1）的理想輪廓表面；

該步驟中，運用計算機中的DA轉換，將1000個離散點擬合成砂輪的表面母線，從而擬合成整個電鍍超硬磨料砂輪（1）的表面輪廓，將所述砂輪表面輪廓的數值儲存在計算機（7）中；

步驟5、選擇判斷需要整形的砂輪表面突出高點；

位移傳感器（5）按照步驟3中的方式，再次檢測砂輪表面顆粒高度，并實時輸出測量結果，與已經儲存在計算機（7）的砂輪表面輪廓對應點數值進行比較，判斷該點是否需要進行整形，如果砂輪表面的某一點高度值高于擬合表面輪廓對應點數值，則判斷該點需要整形；反之，該點不需要整形，傳感器繼續檢測；

步驟6、實時修整砂輪表面突出的高點；

該步驟中，確定需要修整的點后，計算機（7）產生控制信號通過四軸聯動平臺（8）控制激光燒蝕頭（6）運動到一定位置，使激光脈沖焦點法向打在砂輪表面上，從而對砂輪上需要修整的各點進行燒蝕。