[發(fā)明專利]一種智能多頭取向硅鋼激光刻痕裝備及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910373925.3
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110106320B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉汝松
• 申請（專利權(quán)）人: 南京蘇星智能裝備有限公司
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09;C21D8/12;C21D11/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 王新生

本發(fā)明公開了一種雙針多頭取向鋼激光刻痕裝備，包括刻痕機(jī)構(gòu)以及補(bǔ)償控制機(jī)構(gòu)，所述刻痕機(jī)構(gòu)包括若干對激光掃描組件，每對激光掃描組件包括脈沖激光發(fā)射光源、激光振鏡掃描頭以及用于調(diào)節(jié)激光掃描組件姿態(tài)的微調(diào)控制機(jī)構(gòu)，還公開了其控制方法。本發(fā)明的雙針多頭取向鋼激光刻痕裝備，通過多組激光掃描組件的聯(lián)合作業(yè)，每組激光驅(qū)動單針刻痕作業(yè)，計算機(jī)數(shù)控實現(xiàn)每對激光掃描組件雙針同組差動快速刻制，實現(xiàn)與取向硅鋼生產(chǎn)線同步的刻痕，本取向鋼激光刻痕裝備的最大作業(yè)速度可以實現(xiàn)刻痕速度每分鐘60～120m，通過計算機(jī)數(shù)控實現(xiàn)多組激光掃描組件聯(lián)動作業(yè)，滿足全幅面取向硅鋼的激光刻痕，多對激光掃描組件同時作業(yè)并實時補(bǔ)償。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種取向硅鋼刻痕裝置，具體涉及一種多頭取向鋼激光刻痕裝備及其控制方法。

背景技術(shù)

取向硅鋼是一種通過形變和再結(jié)晶退火產(chǎn)生晶粒擇優(yōu)取向的硅鐵合金，它是一種與能源節(jié)約密切相關(guān)的重要金屬功能材料，也是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要軟磁材料，主要用于制造各種變壓器、鎮(zhèn)流器、發(fā)電機(jī)及各種電器元件，其制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量直接影響電能的生產(chǎn)和使用效率；

當(dāng)取向硅鋼作為磁介質(zhì)在交變電流工作環(huán)境中時，一部分能量將會在電磁轉(zhuǎn)換過程中作為熱量損失掉，這部分損失掉的能量就被稱為鐵損，鐵損則是其最重要的磁性能參數(shù)之一，鐵損值的高低對取向硅鋼磁性能與質(zhì)量的優(yōu)劣起著決定作用；

業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為：激光刻痕法是一種降低取向硅鋼鐵損的有效手段，激光刻痕技術(shù)是改善取向硅鋼磁疇結(jié)構(gòu)，降低鐵損，從而提高取向硅鋼質(zhì)量的有效手段，對取向硅鋼表面進(jìn)行激光刻痕，利用激光局部快速加熱和冷卻的特點，可促使受熱區(qū)產(chǎn)生微小塑性變形和高密度位錯，減少取向硅鋼主疇壁長，可達(dá)到細(xì)化磁疇，降低鐵損的目的，但激光刻痕技術(shù)仍存在一些問題尚待解決，一方面激光產(chǎn)生的高密度能量可能破壞硅鋼表面絕緣涂層，降低取向硅鋼的疊片系數(shù)且部分磁疇會從表面露出，產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)仍未能很好解決激光刻痕法破壞絕緣涂層、耐熱性差等問題，如何在保證不破壞硅鋼表面涂層的基礎(chǔ)上，形成具有耐熱性的塑性應(yīng)變區(qū)，起到較好的磁疇細(xì)化效果，是研究未來激光刻痕技術(shù)發(fā)展的主流，再有高速刻痕技術(shù)的突破，如何達(dá)到與生產(chǎn)線同步，也有很多專家在研究，至今為止，國內(nèi)尚未成熟，所以激光刻痕的速度是國內(nèi)鋼廠或變壓器廠商特別關(guān)心和下功夫研究的重要問題，國內(nèi)硅鋼生產(chǎn)線的速度一般是每分鐘60米到120米之間，成熟的激光刻痕系統(tǒng)速度是每分鐘10米到20米，因此為了解決同步性，鋼廠或變壓器廠商往往不得不重金從歐美進(jìn)口高速刻痕系統(tǒng)或?qū)⑸a(chǎn)線和激光刻痕分體；

根據(jù)在線生產(chǎn)的要求，現(xiàn)有的研究成果無法應(yīng)用于實際的原因主要包括：(1)刻痕效率低。從現(xiàn)有激光刻痕技術(shù)的工藝研究資料來看，為了得到較佳的鐵損降低率，單激光移動速度不能太高，一般來說應(yīng)低于800mm/s，而硅鋼表面微刻痕的間距需控制在10mm以下，因此，為達(dá)到硅鋼帶在線傳送的速度，激光微刻痕系統(tǒng)在1秒時間內(nèi)，刻痕的長度高達(dá)10m，使得效率與工藝之間形成了一對矛盾，(2)刻痕范圍小。由于激光偏振方法的缺陷，激光的掃描范圍一般不能太大，否則會使激光點無法在平面上聚焦，從而使刻痕深淺不均勻，影響刻痕效果，目前國內(nèi)外取向硅鋼激光表面微刻痕實驗研究的掃描寬度均在幾十毫米左右，而生產(chǎn)要求掃描寬度達(dá)到1m；

而且利用現(xiàn)有的取向硅鋼激光刻痕裝置在對取向硅鋼表面刻痕時，先通過傳送帶將取向硅鋼傳送至取向硅鋼激光刻痕裝置的工作臺上，再利用取向硅鋼激光刻痕裝置對取向硅鋼表面進(jìn)行刻痕，待一條刻痕完成后，再利用傳送帶將取向硅鋼向前傳送適合的距離，隨后利用取向硅鋼激光刻痕裝置對取向硅鋼表面進(jìn)行刻痕，如此不斷循環(huán)，然而，在刻痕時傳送帶和取向硅鋼激光刻痕裝置的抖動會導(dǎo)致取向硅鋼也隨之抖動或滑動，取向硅鋼不能穩(wěn)定地設(shè)置在工作臺上，導(dǎo)致激光刻痕的精確度不佳，因此，實現(xiàn)在線刻痕需要完成兩個任務(wù)：增大掃描范圍，提高刻痕效率。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能多頭取向硅鋼激光刻痕裝備及其控制方法，實現(xiàn)通過數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)多組聯(lián)動組合差動，滿足全幅面取向硅鋼的激光刻痕，增大掃描范圍，提高刻痕效率。