一种激光平面磨削方法技术

本发明专利技术公开了一种激光平面磨削方法，包括获取待加工工件的最高点；确定激光焦点位置；使激光焦点位于待加工工件最高点；确定初始加工位置，使激光焦点位于距离待加工工件的旋转中心的某一位置，该位置与最高点等高；设定转速，控制待加工工件以设定的转速旋转；设定待加工工件旋转状态下激光焦点运动方向上距离旋转中心不同位置的材料去除量；设定激光焦点相对旋转中心的运动方向，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，直至加工结束；根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动速度。根据待加工表面距离旋转中心不同位置所需材料去除量，不断调整激光运动速度，保证了材料去除效率的同时，使加工出来的特定面型的精度更高。面型的精度更高。面型的精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种激光平面磨削方法


[0001]本专利技术涉及激光加工
，特别涉及一种激光平面磨削方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，对产品进行表面平面磨削加工的方法通常有两种，其一是采用砂轮对待加工工件的表面进行磨削，但是加工效率慢且无法磨削出特定面型；其二是采用激光进行磨削加工，虽然提升了产品平面磨削的效率，但是由于产品的表面一般不规则，激光在不规则表面去除能力不一致导致面型无法很好地控制，且旋转状态下产品表面距旋转中心不同位置所需材料去除量也不一样，因而容易造成工件过切或者欠切，无法保证工件表面平面度和所需面型，影响了产品成型的效果。

技术实现思路

[0003]鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种激光平面磨削方法，旨在解决现有产品表面平面磨削加工方法无法加工出高精度特定面型的技术问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0005]一种激光平面磨削方法，包括：获取待加工工件的最高点；确定激光焦点位置，控制激光以特定角度聚焦在垂直于激光入射方向平面上的面的已知点；调整激光焦点与待加工工件表面的高度，使激光焦点位于待加工工件最高点；确定初始加工位置，使激光焦点位于距离待加工工件的旋转中心的某一位置，该位置与最高点等高；设定转速，设定待加工工件的旋转轴线沿竖直方向延伸，并控制待加工工件绕旋转轴线以设定的转速旋转；设定待加工工件旋转状态下激光焦点运动方向上距离旋转中心不同位置的材料去除量；设定激光焦点相对旋转中心的运动方向，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，直至加工结束；根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动速度。
[0006]有益效果：本专利技术提供的一种激光平面磨削方法，在激光焦点运动加工过程中，根据待加工表面距离旋转中心不同位置所需材料去除量，不断调整激光运动速度，保证材料去除效率的同时，使加工出来的特定面型的精度更高。
[0007]作为上述方案的进一步改进，所述设定转速，设定待加工工件的旋转轴线沿竖直方向延伸，并控制待加工工件绕旋转轴线以设定的转速旋转，包括：确定激光功率和激光频率；确定聚焦光斑重叠率，根据聚焦光斑重叠率设定转速；将待加工工件的旋转轴线沿竖直方向延伸设置，使其绕旋转轴线以设定的转速旋转。
[0008]作为上述方案的进一步改进，所述确定激光功率和激光频率，包括：确定聚焦光斑在待加工工件表面的能量密度范围；根据能量密度范围确定激光功率和激光频率，能量密度与激光功率和激光频率的关系式，如下：式中，P为激光功率，π为圆周率，G为聚焦光斑投影直径，f为激光频率，F为能量密度。
[0009]作为上述方案的进一步改进，所述确定聚焦光斑重叠率，根据聚焦光斑重叠率设定转速，包括：聚焦光斑重叠率与转速的关系式，如下：式中，S为转速，π为圆周率，Dmax为待加工工件的最大直径值，G为光斑直径，f为激光频率，X％为聚焦光斑重叠率。
[0010]作为上述方案的进一步改进，所述设定激光焦点相对旋转中心的运动方向，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，直至加工结束，包括：控制激光焦点从初始加工位置沿远离旋转中心的方向运动，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值；设定第一预设值，聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值大于第一预设值时，结束加工；
[0011]或者控制激光焦点从初始加工位置沿靠近旋转中心的方向运动，获取光斑与旋转中心的距离的绝对值；设定第二预设值，聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值小于第二预设值时，结束加工。
[0012]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动速度，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光运动速度的关系式，如下：y＝kx+b；式中，y为激光进给速度，y＞0，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0≤x≤待加工工件的半径值。
[0013]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动速度，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光运动速度的关系式，如下：y＝k/x+b；式中，y为激光运动速度，y＞0，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0＜x≤待加工工件的半径值。
[0014]作为上述方案的进一步改进，所述激光平面磨削方法，还包括：根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整焦点离焦量。
[0015]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整焦点离焦量，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与焦点离焦量的关系式，如下：y＝kx+b；式中，y为焦点离焦量，k、b为常数，k＜0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0≤x≤待加工工件的半径值。
[0016]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整焦点离焦量，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与焦点离焦量的关系式，如下：y＝k/x+b；式中，y为离焦量，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0＜x≤待加工工件的半径值。
[0017]作为上述方案的进一步改进，所述激光平面磨削方法，还包括：根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光功率。
[0018]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光功率，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光功率的关系式，如下：y＝kx+b；式中，y为激光功率，y＞0，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0≤x≤待加工工件的半径值。
[0019]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对
值调整激光功率，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光功率的关系式，如下：y＝klnx+b；式中，y为激光功率，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0＜x≤待加工工件的半径值。
[0020]作为上述方案的进一步改进，所述激光平面磨削方法，还包括：根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光频率。
[0021]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光频率，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光频率的关系式，如下：y＝kx+b；式中，y为激光频率，y＞0，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0≤x≤待加工工件的半径值。
[0022]作为上述方案的进一步改进，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光频率，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光频率的关系式，如下：y＝klnx+b；式中，y为激光功率，k、b为常数，k＞0，x为聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，0＜x≤待加工工件的半径值。
附图说明
[0023]图1为本专利技术所提供的激光平面磨削方法，其一实施例的流程图；
[0024]图2为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光平面磨削方法，其特征在于，包括：获取待加工工件的最高点；确定激光焦点位置，控制激光以特定角度聚焦在垂直于激光入射方向平面上的面的已知点；调整激光焦点与待加工工件表面的高度，使激光焦点位于待加工工件最高点；确定初始加工位置，使激光焦点位于距离待加工工件的旋转中心的某一位置，该位置与最高点等高；设定转速，设定待加工工件的旋转轴线沿竖直方向延伸，并控制待加工工件绕旋转轴线以设定的转速旋转；设定待加工工件旋转状态下激光焦点运动方向上距离旋转中心不同位置的材料去除量；设定激光焦点相对旋转中心的运动方向，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，直至加工结束；根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动速度。2.根据权利要求1所述的激光平面磨削方法，其特征在于，所述设定转速，设定待加工工件的旋转轴线沿竖直方向延伸，并控制待加工工件绕旋转轴线以设定的转速旋转，包括：确定激光功率和激光频率；确定聚焦光斑重叠率，根据聚焦光斑重叠率设定转速；将待加工工件的旋转轴线沿竖直方向延伸设置，使其绕旋转轴线以设定的转速旋转。3.根据权利要求2所述的激光平面磨削方法，其特征在于，所述确定激光功率和激光频率，包括：确定聚焦光斑在待加工工件表面的能量密度范围；根据能量密度范围确定激光功率和激光频率，能量密度与激光功率和激光频率的关系式，如下：式中，P为激光功率，π为圆周率，G为聚焦光斑投影直径，f为激光频率，F为能量密度。4.根据权利要求2所述的激光平面磨削方法，其特征在于，所述确定聚焦光斑重叠率，根据聚焦光斑重叠率设定转速，包括：聚焦光斑重叠率与转速的关系式，如下：式中，S为转速，π为圆周率，D
max
为待加工工件的最大直径值，G为聚焦光斑投影直径，f为激光频率，X％为聚焦光斑重叠率。5.根据权利要求1所述的激光平面磨削方法，其特征在于，所述设定激光焦点相对旋转
中心的运动方向，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值，直至加工结束，包括：控制激光焦点从初始加工位置沿远离旋转中心的方向运动，获取聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值；设定第一预设值，聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值大于第一预设值时，结束加工；或者控制激光焦点从初始加工位置沿靠近旋转中心的方向运动，获取光斑与旋转中心的距离的绝对值；设定第二预设值，聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值小于第二预设值时，结束加工。6.根据权利要求1所述的激光平面磨削方法，其特征在于，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动速度，包括：聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值与激光运动速度的关系式，如下：y＝kx+b；式中，y为激光进给速度，y＞0，k、b为常数，k＞0，x为光斑与旋转中心的距离的绝对值，0≤x≤待加工工件的半径值。7.根据权利要求1所述的激光平面磨削方法，其特征在于，所述根据获取的聚焦光斑与旋转中心的距离的绝对值调整激光运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爽，钱代数，黄永恒，曾超峰，钟旋，
申请(专利权)人：广东原点智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：