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學(xué)術(shù)論文

光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng)

Johnny Lee 來(lái)源:《激光制造商情》2015-08-17 我要評(píng)論(0 )   

利用光纖激光的優(yōu)點(diǎn),集成開(kāi)發(fā)了新一代的光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng),系統(tǒng)以光纖激光器為載體,協(xié)同機(jī)器人及其它設(shè)備來(lái)完成軋輥毛化作業(yè)。

作者:   張瑞華1,2
     
 1 鋼鐵研究總院,北京 100086            2 陽(yáng)江市五金刀剪產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,陽(yáng)江 529500

摘要:利用光纖激光的優(yōu)點(diǎn),集成開(kāi)發(fā)了新一代的光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng),系統(tǒng)以光纖激光器為載體,協(xié)同機(jī)器人及其它設(shè)備來(lái)完成軋輥毛化作業(yè)。與傳統(tǒng)的CO2激光毛化相比具有顯著優(yōu)勢(shì),如系統(tǒng)采用普通機(jī)床代替磨床實(shí)現(xiàn)毛化功能,是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的工作,意味著節(jié)約大量的設(shè)備費(fèi)用,并大幅度提高生產(chǎn)效率;系統(tǒng)對(duì)軋輥旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸向跳動(dòng)容忍度大,毛化速度大幅度提高;可實(shí)現(xiàn)毛化點(diǎn)形貌的任意設(shè)計(jì)以及毛化點(diǎn)的有序、無(wú)序排列;毛化成本大幅度降低,沒(méi)有三廢,是一種綠色制造技術(shù)。

關(guān)鍵詞:光纖激光;毛化;機(jī)器人;無(wú)序;綠色制造

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(duì)工作輥的表面進(jìn)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(gè)階段[1-4]:第一個(gè)階段是20世紀(jì)60、70年代的噴丸毛化,使用硬質(zhì)砂丸高速噴向輥面實(shí)現(xiàn)毛化;第二個(gè)階段是20世紀(jì)70、80年代的電火花毛化,使用多頭電極對(duì)輥面實(shí)行毛化;第三個(gè)階段是20世紀(jì)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(duì)軋輥進(jìn)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(yán)重;設(shè)備穩(wěn)定性差,不能適應(yīng)規(guī)?;a(chǎn)的要求。CO2激光毛化設(shè)備體積龐大,自動(dòng)定位系統(tǒng)復(fù)雜,價(jià)格昂貴,對(duì)機(jī)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(zhǎng)較長(zhǎng),吸收率低[7-9]。本文利用光纖激光器的優(yōu)點(diǎn),集成開(kāi)發(fā)了新一代光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng),系統(tǒng)以光纖激光器為載體,協(xié)同機(jī)器人及其它設(shè)備來(lái)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(jī)器人毛化系統(tǒng)由光纖激光器、機(jī)器人、射出頭、控制系統(tǒng)、毛化機(jī)床、側(cè)吹系統(tǒng)、外圍設(shè)備等組成。如圖1、2示。

1  光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng)

圖2 光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 光纖激光器

光纖激光機(jī)器人毛化系統(tǒng)采用的是YLS-2000 光纖激光器。激光波長(zhǎng)1.06μm,軋輥表面對(duì)光纖激光的吸收率比對(duì)CO2 激光的高一個(gè)量級(jí),降低了對(duì)激光器的輸出功率的要求,無(wú)需對(duì)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(qiáng)、光電轉(zhuǎn)換效率高、維護(hù)成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可移動(dòng)、更耐久,毛化設(shè)備冷卻要求較低 [10-12]等優(yōu)點(diǎn)。


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激光毛化系統(tǒng)光纖激光器機(jī)器人激光泵浦
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