1 鋼鐵研究總院,北京 100086 2 陽江市五金刀剪產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,陽江 529500
摘要:利用光纖激光的優(yōu)點,集成開發(fā)了新一代的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)。與傳統(tǒng)的CO2激光毛化相比具有顯著優(yōu)勢,如系統(tǒng)采用普通機床代替磨床實現(xiàn)毛化功能,是一項開創(chuàng)性的工作,意味著節(jié)約大量的設(shè)備費用,并大幅度提高生產(chǎn)效率;系統(tǒng)對軋輥旋轉(zhuǎn)時的軸向跳動容忍度大,毛化速度大幅度提高;可實現(xiàn)毛化點形貌的任意設(shè)計以及毛化點的有序、無序排列;毛化成本大幅度降低,沒有三廢,是一種綠色制造技術(shù)。
關(guān)鍵詞:光纖激光;毛化;機器人;無序;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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