輥類表面激光毛化加工對焦裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)涉及一種輥類表面激光毛化加工對焦裝置，解決了現(xiàn)有輥類表面激光毛化加工中自動對焦操作復(fù)雜、可靠性差，手動對焦不精確，重復(fù)性差，粗糙度不可控的問題。技術(shù)方案包括毛化機床以及安裝在毛化機床拖板上的激光毛化頭，所述激光毛化頭上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)的輸入端或/和提示器件或/和拖板的運動驅(qū)動器連接，所述控制系統(tǒng)的輸出端與提示器件或/和拖板的運動驅(qū)動裝置連接。本實用新型專利技術(shù)控制簡便、操作簡單、可靠性高。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種輥類表面激光毛化加工裝置，具體的是說一種用于輥類表面激光毛化加工中的對焦裝置，屬于激光特種加工應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
目前激光毛化設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)是軋輥裝夾在毛化機床上，由主軸電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，激光毛化頭安裝在毛化機床的拖板上，拖板可以帶動激光毛化頭實現(xiàn)二維平移。脈沖激光器(或連續(xù)激光器經(jīng)過外光路調(diào)制)產(chǎn)生的脈沖激光經(jīng)激光毛化頭對光束進行調(diào)節(jié)后最后經(jīng)聚焦鏡聚焦后輸出，射到旋轉(zhuǎn)的軋輥表面，軋輥的轉(zhuǎn)速、脈沖激光束的輸出功率和輸出脈沖頻率，以及載有激光毛化頭的工作平臺的拖板沿軋輥軸向的平移距離及速度均由毛化機床的控制系統(tǒng)控制或由操作人員手動控制。在軋輥旋轉(zhuǎn)和激光毛化頭沿軋輥軸向平移配合下，激光脈沖以螺旋線形式在整個軋輥表面加工出密集的毛化點。在實際生產(chǎn)過程中，毛化的軋輥經(jīng)過一定時間的軋制鋼板生產(chǎn)后，表面會出現(xiàn)各種缺陷，此時軋輥必須經(jīng)過毛化后繼續(xù)使用。毛化加工前，軋輥必須先經(jīng)過磨床磨制后再按照要求進行毛化。由于每次磨制加工后軋輥的直徑都會減小，因此每次毛化加工時，軋輥的直徑都不同，為了保證加工的穩(wěn)定性，每一次毛化軋輥時，毛化頭必須保持與軋輥的距離恒定，這樣才能保證聚焦點的恒定。因此每一次毛化加工時，裝載有激光毛化頭的拖板必須根據(jù)軋輥直徑移動，保證每次加工時激光毛化頭與軋輥距離恒定。傳統(tǒng)激光毛化設(shè)備中，激光毛化的對焦方式有兩種方式自動對焦和手動對焦。在自動對焦中，每次對焦需先測量軋輥直徑并輸入毛化機床的控制系統(tǒng)，然后機床的控制系統(tǒng)根據(jù)輸入的軋輥直徑數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算后輸出控制信號給拖板的運動驅(qū)動裝置，控制拖板帶動激光毛化頭移動到距離軋輥表面合適的位置，保持距離軋輥面恒定的位置，完成加工。上述自動對焦方法每次都需要測量軋輥直徑，存在操作復(fù)雜，可靠性差的問題。在手動對焦中，每次對焦需手動控制拖板移動，然后觀察毛化產(chǎn)生的火花大小，火花最大時認為對焦完成。上述手動對焦方法，每次都需要操作人員反復(fù)移動拖板尋找火花最大的位置，操作復(fù)雜，所需時間長；而且對焦精度低，每次對焦后加工出的軋輥粗糙度及形貌不一致，不適用于標準化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種控制簡便、操作簡單、可靠性高的激光毛化加工對焦裝置。技術(shù)方案包括毛化機床以及安裝在毛化機床拖板上的激光毛化頭，所述激光毛化頭上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)的輸入端和/或提示器件和/或拖板的運動驅(qū)動器連接，所述控制系統(tǒng)的輸出端與提示器件和/或拖板的運動驅(qū)動裝置連接。所述位移傳感器為光電位移傳感器或電容位移傳感器或電感式接近開關(guān)或電容式接近開關(guān)或磁性開關(guān)。所述提示器件為指示燈或蜂鳴器或喇叭。所述控制系統(tǒng)可以為毛化機床的控制系統(tǒng)，也可為單獨設(shè)置的控制系統(tǒng)，這里并不特別限定。現(xiàn)有毛化機床上的拖板通常包括用于放置激光毛化頭的拖板頭、裝有拖板頭的移動機構(gòu)、可帶動移動機構(gòu)移動的動力源(如電機)以及運動驅(qū)動器。本技術(shù)在激光毛化設(shè)備中增設(shè)位移傳感器，位移傳感器的作用是測試位移傳感器與軋輥表面的距離或位移傳感器與軋輥表面的距離為一特定值時輸出信號跳變。激光毛加工的對焦過程在使用位移傳感器的情況下，可以實現(xiàn)自動或手動對焦。在激光毛化加工的自動對焦時，位移傳感器可以使用光電位移傳感器或電容位移傳感器，其作用是測試位移傳感器與軋輥表面的距離時，通過將位移傳感器連接到控制系統(tǒng)，將距離信號傳給控制系統(tǒng)進行信號轉(zhuǎn)換，并計算得到激光毛化頭至軋輥表面的垂直距離，將該垂直距離與設(shè)定的焦距進行比較、判斷，并輸出相應(yīng)的控制信號給機床拖板的運動驅(qū)動器，控制拖板移動，以保證激光精確對焦。另一方案中，在激光毛化加工的自動對焦時，位移傳感器可以使用電感式接近開關(guān)或電容式接近開關(guān)或磁性開關(guān)，其作用是位移傳感器與軋輥表面的距離為一特定值時輸出信號跳變。在自動對焦之前，要先調(diào)節(jié)位移傳感器在激光毛化頭上的位置，使得當位移傳感器與軋輥的間距為位移傳感器輸出信號發(fā)生變化的距離時，激光也剛好完成對焦。在自動對焦中，位移傳感器接入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過拖板的運動驅(qū)動器控制拖板移動，同時檢測位移傳感器輸入控制系統(tǒng)的信號，當檢測到輸入信號發(fā)生跳變時，對焦完成。在激光毛化加工的手動對焦時，位移傳感器可以使用電感式接近開關(guān)或電容式接近開關(guān)或磁性開關(guān)，其作用是測試位移傳感器與軋輥表面的距離時，位移傳感器連接到控制系統(tǒng)輸入端，控制系統(tǒng)輸出端連接到提示器件或/和拖板的運動驅(qū)動器。控制系統(tǒng)可以對位移傳感器輸入的距離信號進行處理，當距離達到某一設(shè)定值時，控制系統(tǒng)輸出信號跳變給提示器件或運動驅(qū)動器。對焦時，可手動直接控制拖板的移動機構(gòu)移動，或經(jīng)控制運動驅(qū)器上的手動開關(guān)控制拖板移動，當提示器件提示信號跳變或拖板的運動驅(qū)動器被控制系統(tǒng)輸出的控制信號關(guān)停時，對焦完成。在激光毛化加工的手動對焦時的另一方案中，位移傳感器可以使用電感式接近開關(guān)或電容式接近開關(guān)或磁性開關(guān)，其作用是位移傳感器與軋輥表面的距離為一特定值時輸出信號跳變時，位移傳感器連接到提示器件或/和拖板的運動驅(qū)動器。手動控制拖板移動，當提示器件提示信號跳變或拖板的運動驅(qū)動器被關(guān)停時，對焦完成。在這種情況下要求拖板的運動驅(qū)動器在檢測到信號跳變時自動關(guān)停。本技術(shù)省去了激光毛化自動加工中測量軋輥直徑及輸入的復(fù)雜操作過程；解決了激光毛化手動加工中對焦不準，粗糙度不可控的問題；操作簡便、可靠性高、省時省力、成本低。附圖說明圖1為激光毛化頭在數(shù)控機床上的安裝示意圖。圖2為圖1中激光毛化頭的結(jié)構(gòu)示意圖(未安裝位移位移傳感器狀態(tài))。圖3為圖1中拖板的布置示意圖。圖4為本技術(shù)實施例1工作原理圖。圖5為本技術(shù)實施例2工作原理圖。圖6為本技術(shù)實施例3工作原理圖。圖7為本技術(shù)實施例4工作原理圖。圖8為本技術(shù)實施例5的工作原理圖。其中，I 一激光毛化頭、101 —聚焦鏡、102 —位移傳感器、2 —軋棍、3 —拖板、301 一運動驅(qū)動器、4 一毛化機床、5 —數(shù)控系統(tǒng)、6-提示器件。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)作進一步解釋說明實施例1 :參照圖1 一圖4，毛化機床4上裝有軋輥2，拖板3包括運動驅(qū)動器301，拖板3安裝在毛化機床4上，所述托板3上設(shè)有激光毛化頭1，激光毛化頭I上設(shè)有位移傳感器102，位移位移傳感器102的輸出端可與毛化機床4的控制系統(tǒng)5 (也可不并入數(shù)控機床的控制系統(tǒng)，而使用單獨的控制系統(tǒng))的輸入端連接，控制系統(tǒng)5的輸出端與拖板3的運動驅(qū)動器301連接。由于激光毛化頭I不管采用何種結(jié)構(gòu)形式，最后激光束一定會通過激光毛化頭I前端的聚焦鏡101輸出，聚焦在軋輥2表面，由于聚焦鏡101 —般焦距不長，因此焦深一般也不大，這樣聚焦鏡101距離軋輥2的表面的距離必須精確控制，以保證激光的焦點恒定。本實施例的一個方案中，當位移傳感器102是測試位移傳感器102與軋輥2表面的距離的光電位移傳感器時。位移傳感器102將距離信號傳給控制系統(tǒng)5，經(jīng)過處理得到位移傳感器102與軋輥2之間的距離SI。位移傳感器102與聚焦鏡101的距離S2可以測出。這樣就可以得到聚焦鏡101與軋輥的距離S。如果S大于聚焦鏡101的焦距，控制系統(tǒng)5通過拖板的運動驅(qū)動器301控制拖板3向靠近軋棍2的方向移動；反之，控制系統(tǒng)5通過拖板的運動驅(qū)動器301控制拖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種輥類表面激光毛化加工對焦裝置，包括毛化機床以及安裝在毛化機床拖板上的激光毛化頭，其特征在于，所述激光毛化頭上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)的輸入端和/或提示器件、和/或拖板的運動驅(qū)動器連接，所述控制系統(tǒng)的輸出端與提示器件或/和拖板的運動驅(qū)動裝置連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種輥類表面激光毛化加工對焦裝置，包括毛化機床以及安裝在毛化機床拖板上的激光毛化頭，其特征在于，所述激光毛化頭上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)的輸入端和/或提示器件、和/或拖板的運動驅(qū)動器連接，所述控制系統(tǒng)的輸出端與提示器件或/和拖板的運動驅(qū)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳培鋒，劉著新，王焄，
申請(專利權(quán))人：武漢市凱瑞迪激光技術(shù)有限公司，
類型：實用新型
國別省市：