0 前言

為了改善冷軋薄鋼板的板型、深沖性、延伸率和涂鍍性能，在冷軋工藝中，要求對工作輥的表面進行毛化處理。軋輥毛化技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段^[1-4]：第一個階段是20世紀60、70年代的噴丸毛化，使用硬質(zhì)砂丸高速噴向輥面實現(xiàn)毛化；第二個階段是20世紀70、80年代的電火花毛化，使用多頭電極對輥面實行毛化；第三個階段是20世紀90年代的激光毛化，采用高能量密度高重復(fù)頻率的脈沖激光對軋輥進行毛化，激光器采用的是CO₂激光器^[5]和YAG激光器^[6]，存在明顯不足，如：YAG激光泵浦光的轉(zhuǎn)換效率低、晶體熱效應(yīng)嚴重；設(shè)備穩(wěn)定性差，不能適應(yīng)規(guī)模化生產(chǎn)的要求。CO₂激光毛化設(shè)備體積龐大，自動定位系統(tǒng)復(fù)雜，價格昂貴，對機床的精度要求高；氣體消耗量大，易出現(xiàn)因氣壓不足迫使毛化中斷，造成廢品率升高；激光毛化設(shè)備的斬光盤需經(jīng)常更換；CO₂激光的波長較長，吸收率低^[7-9]。本文利用光纖激光器的優(yōu)點，集成開發(fā)了新一代光纖激光機器人毛化系統(tǒng)，系統(tǒng)以光纖激光器為載體，協(xié)同機器人及其它設(shè)備來完成軋輥毛化作業(yè)。

1 系統(tǒng)的組成及工作原理

光纖激光機器人毛化系統(tǒng)由光纖激光器、機器人、射出頭、控制系統(tǒng)、毛化機床、側(cè)吹系統(tǒng)、外圍設(shè)備等組成。如圖1、2示。

圖1  光纖激光機器人毛化系統(tǒng)

圖2 光纖激光機器人毛化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 光纖激光器

光纖激光機器人毛化系統(tǒng)采用的是YLS－2000 光纖激光器。激光波長1.06μm，軋輥表面對光纖激光的吸收率比對CO₂ 激光的高一個量級，降低了對激光器的輸出功率的要求，無需對輥面作提高吸收率的涂層處理，可以更好的保證小微坑直徑和毛化速度。光纖激光器還具有光束質(zhì)量高、可靠性強、光電轉(zhuǎn)換效率高、維護成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可移動、更耐久，毛化設(shè)備冷卻要求較低 ^[10－12]等優(yōu)點。

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