近十余年來，激光表面強(qiáng)化設(shè)備技術(shù)不僅在研究和開發(fā)方面迅速發(fā)展,在工業(yè)應(yīng)用方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，成為表面處理和表面工程一個(gè)十分活躍的新興領(lǐng)域[1,7]。目前，用于實(shí)現(xiàn)零件表面強(qiáng)韌化及再制造的激光設(shè)備主要是CO2激光成套設(shè)備，然而，該類設(shè)備具有能量利用率低、CO2設(shè)備體積龐大、能量分布均勻性較差、無法實(shí)現(xiàn)光纖傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，很難勝任復(fù)雜零件的曲面強(qiáng)化加工和再制造，而且CO2激光器的功率穩(wěn)定性較差，其功率的變化也會(huì)引起功率密度分布形式和范圍的變化，給工藝制定帶來極大不便[8]。與傳統(tǒng)高功率CO2激光不同，高功率半導(dǎo)體激光器具有體積小、輕便靈活、電光轉(zhuǎn)換效率高、能量分布均勻、與材料交互作用的吸收率高、能實(shí)現(xiàn)溫度-功率閉環(huán)控制等特點(diǎn)[9-12]，因此，新型半導(dǎo)體激光器可以直接通過機(jī)器人手臂前端固定，由此組合的新型激光裝備能處理其它方法無法處理的大型復(fù)雜工件的表面，具有無污染、易操控、高柔性、硬度均勻、強(qiáng)韌性好、變形小、耐磨性高，后續(xù)加工量小等特點(diǎn)。同時(shí)，與車載系統(tǒng)組合，可組成移動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)表面強(qiáng)韌化及再制造裝備，適用于大型不易拆卸工件的現(xiàn)場(chǎng)表面強(qiáng)化及再制造；與龍門機(jī)床組合，可組成汽車模具表面強(qiáng)韌化及再制造裝備。本文報(bào)道了該類激光表面強(qiáng)化裝備的研制和應(yīng)用。
            2.半導(dǎo)體激光智能化裝備的研制
            2.1 半導(dǎo)體激光智能化裝備的構(gòu)成 我公司在國(guó)內(nèi)率先開發(fā)的一套半導(dǎo)體激光表面強(qiáng)化及再制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)由半導(dǎo)體激光器、六軸機(jī)器人系統(tǒng)、龍門機(jī)床及專業(yè)控制系統(tǒng)等組成，將機(jī)器人倒掛在龍門機(jī)床的頂部，并且于機(jī)器人手臂前端固定半導(dǎo)體激光器，溫度傳感器固定于激光器的一側(cè)。在龍門機(jī)床內(nèi)可擺放一系列工件，通過龍門機(jī)床及六軸機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高效、精確的加工，可對(duì)任意復(fù)雜曲面的工件表面進(jìn)行強(qiáng)化。龍門機(jī)床尺寸可根據(jù)工件尺寸按需定制也可根據(jù)需求選擇是否配備專用于激光熔覆的送粉器。  

              2.2 半導(dǎo)體激光智能化裝備的控制系
              通過加裝溫度傳感裝置，激光測(cè)距儀，再輔以激光先進(jìn)性制造工藝專家系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)激光加工過程的距離、溫度、軌跡、處理效果的智能化控制，控制系統(tǒng)的示意圖。
             首先，在中央控系統(tǒng)輸入激光表面強(qiáng)化及再制造所要達(dá)到的效果，系統(tǒng)自動(dòng)從激光表面強(qiáng)化設(shè)備及再制造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)出工藝參數(shù)，然后通過中央控制系統(tǒng)發(fā)出指令給激光器、機(jī)器人系統(tǒng)、紅外測(cè)溫儀以及距離傳感器。機(jī)器人系統(tǒng)根據(jù)給出的指令調(diào)用程序，激光器輸出功率參數(shù)，距離傳感器及紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)控激光加工區(qū)的溫度以及加工距離。然后，距離傳感器以及紅外測(cè)溫儀根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的溫度及加工距離數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再通過與中央控制系統(tǒng)的連接將信號(hào)傳輸給中央控制系統(tǒng)；中央控制系統(tǒng)通過對(duì)溫度及加工距離信號(hào)數(shù)據(jù)的處理運(yùn)算，反饋出信息給激光器和機(jī)器人系統(tǒng)，激光器和機(jī)器人根據(jù)反饋的信號(hào)調(diào)整功率輸出和加工距離，這樣就實(shí)現(xiàn)了溫度-功率閉環(huán)控制和加工距離智能化控制，實(shí)現(xiàn)了激光加工過程的智能化控制。

             3 工藝實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用實(shí)例 近年來，利用研發(fā)的智能化設(shè)備，開展了大量激光強(qiáng)韌化及再制造的工藝實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了大量的工程應(yīng)用，取得了很好的效果。