一种激光抛光与表面改性设备制造技术

本发明专利技术公开了一种激光抛光与表面改性设备，包括机箱和设于所述机箱内部的激光发生器以及设于所述机箱上的光束整形器、用于放置工件的装载机构和用于控制所述激光发生器出射激光的计算机，所述光束整形器包括用于将所述激光发生器出射的高斯光束转换为平顶光束的DOE转换器以及用于将所述平顶光束照射于工件表面的扫描振镜，所述装载机构设于所述扫描振镜的下方。与传统抛光技术相比，本发明专利技术采用激光抛光与表面改性技术，具有无污染、高效率、易自动化的特点。自动化的特点。自动化的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种激光抛光与表面改性设备


[0001]本专利技术涉及表面改性
，特别涉及一种激光抛光与表面改性设备。

技术介绍

[0002]激光抛光是利用激光与材料表面相互作用进行表面加工的，是利用激光的热效应，通过加热、熔化等过程，降低表面粗糙度一种绿色制造方法。激光抛光是一种非接触抛光，不仅能对平面进行抛光，还能对各种曲面进行抛光。同时对环境的污染小，可以实现局部抛光与表面改性。表面改性技术是指采用某种工艺手段使材料表面获得与其基体材料的组织结构、性能不同的一种技术。材料经表面改性处理后，既能发挥基体材料的力学性能，又能使材料表面获得各种特殊性能(如耐磨，耐高温，合适的射线吸收等)。
[0003]传统的表面改性技术一般包括喷丸和化学热处理等，喷丸是在受喷材料在结晶温度以下进行的一种冷加工方法，是将弹丸在很高速度下撞击受喷工件表面而完成的，喷丸可应用于表面清理、光整加工、喷丸成型、喷丸校正、喷丸强化等方面；化学热处理是将金属零件放在某种介质中加热、保温、冷却，使介质中的某些元素渗入工件表面，从而改变工件表层成分、组织和性能的热处理方法。然而，这些传统的表面改性技术存在明显的缺点，比如不环保、低效率等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提出一种激光抛光与表面改性设备，旨在解决现有的传统抛光与表面改性技术所存在的高耗能、低效率、不环保等技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种激光抛光与表面改性设备，包括机箱和设于所述机箱内部的激光发生器以及设于所述机箱上的光束整形器、用于放置工件的装载机构和用于控制所述激光发生器出射激光的计算机，所述光束整形器包括用于将所述激光发生器出射的高斯光束转换为平顶光束的DOE(Diffractive Optical Element，衍射光学元件)转换器以及用于将所述平顶光束照射于工件表面的扫描振镜，所述装载机构设于所述扫描振镜的下方。
[0006]优选地，所述扫描振镜包括用于调节所述平顶光束直径的扩束镜以及用于调节所述平顶光束发散角的移动镜和聚焦镜。
[0007]优选地，所述装载机构包括安装在所述机箱上的定位调节组件以及安装在所述定位调节组件上的载物台。
[0008]优选地，所述定位调节组件包括可分别沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的直线模组以及与所述直线模组连接的连接板。
[0009]优选地，所述载物台上设有用于放置工件的密封腔以及若干用于连接所述连接板的第一安装孔，所述第一安装孔分布在所述密封腔周侧。
[0010]优选地，所述直线模组包括丝杆、套设于所述丝杆上的螺母、与所述螺母连接的滑块以及用于驱动所述丝杆转动的电机。
[0011]优选地，所述连接板上设有若干用于固定所述载物台的第二安装孔。
[0012]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益技术效果在于：
[0013]本专利技术所提出的一种激光抛光与表面改性设备，将工件放置在装载机构内，计算机控制激光发生器发射预设好参数的激光，激光经过光束整形器，由高斯光束转换为平顶光束，最终照射到工件上，实现激光抛光与表面改性，本专利技术所提出的一种激光抛光与表面改性设备，采用激光表面改性技术，通过控制激光能量，在工件表面形成熔池，熔池冷却后，工件表面材料的总质量没有改变，因此，没有任何附属残余物的产生，实现了真正的“绿色制造”，并且，由于激光能量密度高，对非激光照射部位几乎没有影响，具有无污染、高效率等优点。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一种激光抛光与表面改性设备一实施例的结构示意图；
[0015]图2为图1中光束整形器的结构示意图；
[0016]图3为图1中载物台的结构示意图；
[0017]图4为图1中连接板的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提出一种激光抛光与表面改性设备，在一实施例中，参照图1和图2，该一种激光抛光与表面改性设备包括机箱100和设于机箱100内部的激光发生器以及设于机箱100上的光束整形器300、用于放置工件的装载机构200和用于控制激光发生器出射激光的计算机400，光束整形器300包括用于将激光发生器出射的高斯光束转换为平顶光束的DOE转换器310以及用于将平顶光束照射于工件表面的扫描振镜320，装载机构200设于扫描振镜320的下方。
[0020]在本实施例中，激光发生器安装在机箱100内部，激光发生器与计算机400电连接，根据待加工工件的材料形状，在加工之前，先对激光发生器设置好激光参数。光束整形器300与激光发生器电连接，光束整形器300包括包括DOE转换器310以及扫描振镜320，光束整形器300的主要作用是将激光发生器发射出来的高斯光束转换为平顶光束，其中最主要的部件就是DOE转换器310，激光发生器发射出来的高斯光束在加工工件时能量不能精确分配，会产生热效应，从而会导致工件改性层结构损坏，而DOE转换器310配合扫描振镜320可以将高斯光束转换为平顶光束，平顶光束具有高度均匀性，可以显著改善加工时的能量匹配，大大提高加工效果。装载机构200安装在机箱100上并设于扫描振镜的下方，装载机构200的主要作用是装载工件以及对工件定位。计算机400设于光束整形器的一侧，计算机400与激光发生器电连接，可对激光发生器设置各种参数，比如激光功率、激光进给速率、偏移率、离焦量、加工轨迹等，工件装载完成后，计算机400控制激光发生器发射光束，光束经过
光束整形器300整形，由高斯光束转换为平顶光束，最终作用在工件的激光改性层上，实现激光表面改性。
[0021]在一较佳实施例中，参照图2，扫描振镜包括扩束镜321、移动镜322以及聚焦镜323，扩束镜321的主要作用是为了调节激光光束的直径，移动镜322和聚焦镜323为了调整激光光束的发散角，因此，扫描振镜320可根据工件的加工面的形状大小，适度调整所需激光光束的直径和发散角。
[0022]在一较佳实施例中，参照图1，装载机构200安装在机箱100上，装载机构200包括载物台210和定位调节组件220。定位调节组件220安装在机箱100上，并且与计算机400电连接，载物台210安装在定位组件220上，载物台210用于装载加工工件，工件装载完成后，计算机400控制定位调节组件220，使载物台210上的工件位置与激光光束照射端对齐。
[0023]在一较佳实施例中，参照图1，工件完成装载后需要调节工件位置，工件定位是加工过程非常重要的一步，工件定位的精度直接影响加工的效果，在本实施例中，定位调节组件220包括直线模块222以及安装在直线模块222上的连接板221，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光抛光与表面改性设备，其特征在于，包括机箱和设于所述机箱内部的激光发生器以及设于所述机箱上的光束整形器、用于放置工件的装载机构和用于控制所述激光发生器出射激光的计算机，所述光束整形器包括用于将所述激光发生器出射的高斯光束转换为平顶光束的DOE转换器以及用于将所述平顶光束照射于工件表面的扫描振镜，所述装载机构设于所述扫描振镜的下方。2.根据权利要求1所述的一种激光抛光与表面改性设备，其特征在于，所述扫描振镜包括用于调节所述平顶光束直径的扩束镜以及用于调节所述平顶光束发散角的移动镜和聚焦镜。3.根据权利要求1所述的一种激光抛光与表面改性设备，其特征在于，所述装载机构包括安装在所述机箱上的定位调节组件以及安装在所述定位调节组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎万烙，肖海兵，周泳全，黄锦辉，古顺，陈诣，杨碧新，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：