一种用于铝合金的双光束激光抛光设备及抛光方法技术

本申请提供了一种用于铝合金的双光束激光抛光设备及抛光方法，包括：机架、设于机架上的旋转工作台和光路系统，旋转工作台用于承载工件；光路系统包括：第一光纤激光器、第二光纤激光器、第一三维振镜和第二三维振镜；第一三维振镜与第一光纤激光器通过光纤相连接，第二三维振镜与第二光纤激光器通过光纤相连接；第一三维振镜和第二三维振镜沿水平方向并排设置于旋转工作台的上方；其中，第一光纤激光器和第二光纤激光器可发出不同功率的激光光束，并具有不同的激光扫描路径。根据本申请提供的用于铝合金的双光束激光抛光设备及抛光方法，可有效控制铝合金激光抛光裂纹；提高了铝合金制品表面的光洁度和表面力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铝合金的双光束激光抛光设备及抛光方法
本申请涉及表面处理
，尤其涉及一种用于铝合金的双光束激光抛光设备及抛光方法。
技术介绍
铝合金是一种以金属铝为基材，并添加一定量的其他合金化元素形成的合金材料，属于轻金属材料的一种。由于铝合金具有较轻的重量和较高的强度，其强度接近高合金钢，作为结构材料在航天、航空、交通运输、建筑、电机、轻化和日用品中有着广泛的应用。但是，铝合金等铝制品在加工好并放置一段时间后，铝制品的表面与氧气接触会发生氧化，形成一层黑色的致密氧化物薄膜，导致铝制品表面光洁度变低，影响铝制品的使用体验和美观。
技术实现思路
本申请提供一种用于铝合金的双光束激光抛光设备及抛光方法，能够在对铝合金或者铝制品表面进行抛光时，对铝制品的表面进行改性，从而保持铝制品的表面光洁度，避免形成氧化物薄膜，提高铝制品的使用体验。根据本申请的第一个方面，提供了一种用于铝合金的双光束激光抛光设备，，包括：机架、设于所述机架上的旋转工作台和光路系统，所述旋转工作台用于承载工件；所述光路系统包括：第一光纤激光器、第二光纤激光器、第一三维振镜和第二三维振镜；所述第一三维振镜与所述第一光纤激光器通过光纤相连接，所述第二三维振镜与所述第二光纤激光器通过光纤相连接；所述第一三维振镜和所述第二三维振镜沿水平方向并排设置于所述旋转工作台的上方；其中，所述第一光纤激光器和所述第二光纤激光器可发出不同功率的激光光束，并具有不同的激光扫描路径。在一种可能的设计方式中，所述第一三维振镜内设有第一光束缩放器，所述第二三维振镜内设有第二光束缩放器，所述第一光束缩放器转换所述激光光束后的光斑直径大于所述第二光束缩放器转换所述激光光速后的光斑直径。在一种可能的设计方式中，所述激光抛光设备还包括设于所述机架上的气路系统，所述气路系统包括：储气罐和惰性气体密封舱，所述储气罐与所述惰性气体密封舱通过输气管相连通，所述惰性气体密封舱设于所述旋转工作台上；所述气路系统用于为工件表面提供惰性气体。在一种可能的设计方式中，所述激光抛光设备还包括设于所述机架上的焦距调节机构，所述第一三维振镜和所述第二三维振镜设于所述焦距调节机构上，所述焦距调解机构可带动所述第一三维振镜和所述第二三维振镜靠近或远离所述旋转工作台，以调整所述激光光速聚焦到所述工件上的焦距。在一种可能的设计方式中，所述焦距调节机构包括立柱和设于所述立柱上的驱动件，所述立柱与所述机架固接，所述驱动件活动设于所述立柱上，并可沿所述立柱的高度方向运动。在一种可能的设计方式中，所述激光抛光设备还包括控制器，所述控制器设于所述机架上，所述控制器分别与所述第一光纤激光器、所述第二光纤激光器、所述第一三维振镜、所述第二三维振镜和所述旋转工作台电信号连接，所述控制器用于根据接收到的第一抛光路径控制所述第一三维振镜的扫描路径，以及根据接收到的第二抛光路径控制所述第二三维振镜的扫描路径。在一种可能的设计方式中，所述激光抛光设备还包括显示器，所述显示器设于所述机架的一侧，所述显示器分别与所述第一光纤激光器、所述第二光纤激光器、所述第一三维振镜、所述第二三维振镜和所述旋转工作台电信号连接。在一种可能的设计方式中，所述旋转工作台上设有能场发生器，所述能场发生器可为所述待抛光工件加载能场。根据本申请的第二个方面，提供了一种用于铝合金的双光束激光抛光方法，用于本申请第一个方面任一可能的设计方式中所提供的用于铝合金的激光抛光设备中，其特征在于，所述方法包括：将工件安装至所述旋转工作台上；控制器获取加工扫描轨迹，并结合所述第一三维振镜和所述第二三维振镜发送的倾角传感器、位置传感器和电子调压阀的模拟信号规划所述第一三维振镜和所述第二三维振镜的扫描路径；控制器发送控制信号给至所述第一三维振镜和所述第二三维振镜，以控制所述第一三维振镜和所述第二三维振镜发出所述激光光速，并分别根据所述第一三维振镜和所述第二三维振镜的扫描路径扫描抛光所述工件。在一种可能的设计方式中，所述第一三维振镜和所述第二三维振镜的所述扫描路径不同，且所述第一三维振镜形成的所述光斑的直径大于所述第二三维振镜形成的所述光斑的直径。本申请实施例提供的用于铝合金的激光抛光设备，通过在机架上设置两个可发出不同功率的第一光纤激光器和第二光纤激光器，第一光纤激光器通过光纤连接第一三维振镜，第二光纤激光器通过光纤连接第二三维振镜，并且将第一三维振镜和第二三维振镜的扫描路径设为不同；这样，第一光纤激光器发出的激光可通过第一三维振镜对铝合金制品的表面进行粗抛光，第二光纤激光器发出的激光可通过第二三维振镜对铝合金制品的表面进行精抛光，从而快速实现“熔峰填谷”，能够降低第一光纤激光器抛光产生的次生粗糙度，通过不同功率的激光与铝制品材料的相互作用，可改变铝制品或者铝合金工件表面的晶粒度和进行结构，从而对铝制品工件的表面进行改性，能够在铝制品表面形成钝化层；相比于现有技术，能够避免铝制品表面氧化形成氧化物薄膜，可有效控制铝合金激光抛光裂纹；提高了铝制品或者铝合金制品表面的光洁度和表面力学性能。本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图进行详细说明，以保证对优选实施例的描述更加明显易懂。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请第一个方面实施例提供的用于铝合金的双光束激光抛光设备的整体结构示意图；图2是本申请第一个方面实施例提供的用于铝合金的双光束激光抛光设备主视图；图3是本申请第一个方面实施例提供的用于铝合金的双光束激光抛光设备的右视图；图4是第一三维振镜的内部结构示意图；图5是第一三维振镜和第二三维振镜的扫描路径图；图6是图5中A处的局部放大图；图7是第一三维振镜和第二三维振镜的具体扫描路径图；图8是本申请第二个方面实施例提供的用于铝合金的双光束激光抛光方法的实现流程图。附图标记说明：10-机架；20-旋转工作台；30-光路系统；40-气路系统；50-焦距调节机构；60-控制器；70-显示器；21-能场发生器；31-第一光纤激光器；32-第二光纤激光器；33-第一三维振镜；34-第二三维振镜；41-储气罐；42-惰性气体密封舱；51-立柱；52-驱动件；331-第一光束缩放器。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铝合金的双光束激光抛光设备，其特征在于，包括：机架(10)、设于所述机架(10)上的旋转工作台(20)和光路系统(30)，所述旋转工作台(20)用于承载工件；/n所述光路系统(30)包括：第一光纤激光器(31)、第二光纤激光器(32)、第一三维振镜(33)和第二三维振镜(34)；所述第一三维振镜(33)与所述第一光纤激光器(31)通过光纤相连接，所述第二三维振镜(34)与所述第二光纤激光器(32)通过光纤相连接；所述第一三维振镜(33)和所述第二三维振镜(34)沿水平方向并排设置于所述旋转工作台(20)的上方；其中，所述第一光纤激光器(31)和所述第二光纤激光器(32)可发出不同功率的激光光束，并具有不同的激光扫描路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于铝合金的双光束激光抛光设备，其特征在于，包括：机架(10)、设于所述机架(10)上的旋转工作台(20)和光路系统(30)，所述旋转工作台(20)用于承载工件；
所述光路系统(30)包括：第一光纤激光器(31)、第二光纤激光器(32)、第一三维振镜(33)和第二三维振镜(34)；所述第一三维振镜(33)与所述第一光纤激光器(31)通过光纤相连接，所述第二三维振镜(34)与所述第二光纤激光器(32)通过光纤相连接；所述第一三维振镜(33)和所述第二三维振镜(34)沿水平方向并排设置于所述旋转工作台(20)的上方；其中，所述第一光纤激光器(31)和所述第二光纤激光器(32)可发出不同功率的激光光束，并具有不同的激光扫描路径。


2.根据权利要求1所述的用于铝合金的双光束激光抛光设备，其特征在于，所述第一三维振镜(33)内设有第一光束缩放器(331)，所述第二三维振镜(34)内设有第二光束缩放器，所述第一光束缩放器(331)转换所述激光光束后的光斑直径大于所述第二光束缩放器转换所述激光光速后的光斑直径。


3.根据权利要求1所述的用于铝合金的双光束激光抛光设备，其特征在于，所述激光抛光设备还包括设于所述机架(10)上的气路系统(40)，所述气路系统(40)包括：储气罐(41)和惰性气体密封舱(42)，所述储气罐(41)与所述惰性气体密封舱(42)通过输气管相连通，所述惰性气体密封舱(42)设于所述旋转工作台(20)上；所述气路系统(40)用于为工件表面提供惰性气体。


4.根据权利要求1所述的用于铝合金的双光束激光抛光设备，其特征在于，所述激光抛光设备还包括设于所述机架(10)上的焦距调节机构(50)，所述第一三维振镜(33)和所述第二三维振镜(34)设于所述焦距调节机构(50)上，所述焦距调解机构(50)可带动所述第一三维振镜(33)和所述第二三维振镜(34)靠近或远离所述旋转工作台(20)，以调整所述激光光速聚焦到所述工件上的焦距。


5.根据权利要求4所述的用于铝合金的双光束激光抛光设备，其特征在于，所述焦距调节机构(50)包括立柱(51)和设于所述立柱(51)上的驱动件(52)，所述立柱(51)与所述机架(10)固接，所述驱动件(52)活动设于所述立柱(51)...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海兵，周泳全，刘明俊，姜家吉，林晓航，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44