本发明专利技术涉及一种用于在带材（２６）沿纵向运动时处理取向晶粒磁片的激光划刻设备（２２），包括用于激光束（４６ａ，４６ｂ）的激光发生器、具有可变焦距以形成具有根据焦距而变化的椭圆率的椭圆截面激光束（４９ａ，４９ｂ）的柱状伸缩式光学装置组（３８ａ，３８ｂ）、以及用于根据预定角度扫描激光束的可旋转镜面扫描器（３９ａ，３９ｂ）。该划刻设备（２２）还包括横向于带材（２６）延伸的抛物面镜（５４），以便接收扫描激光束（５１ａ，５１ｂ）并将该光束在带材（２６）上沿处理路径（５３ａ，５３ｂ）聚焦成大大伸长的椭圆光斑（５５），其中，所述伸缩式光学装置组（３８ａ，３８ｂ）可调节以改变投射在带材（２６）上的激光束（５２ａ，５２ｂ）的椭圆截面中的一个轴的长度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用椭圆截面光斑进行磁片表面处理的激光划刻设备。更具体地，本专利技术涉及根据主权利要求的利用具有椭圆截面的光斑对取向/有向 晶粒磁片进行表面处理的激光划刻设备。
技术介绍
具有取向磁晶粒的硅钢片在变压器芯的生产中应用广泛，在该应用中，受到深度 分析的材料的一个特点涉及在变压器操作时耗散的能量。损耗取决于几个因素，特别是磁 畴壁的运动、片材的晶粒尺寸以及晶粒的晶体网状组织相对于片材表面的方向。第一方案是提供具有高取向晶粒的硅钢片，该硅钢片具有给定的晶粒尺寸和低厚 度，所获得的结果良好，但不能显著改善，并且不能以工业可接受的方式实现。尤其是，已发 现晶粒的最佳尺寸是若干毫米，而相对于片材的厚度，考虑到处理成本，以及晶粒的最佳尺 寸减小了片材的体积和绝缘覆盖物的体积之间的“空间因子”的事实，晶粒的尺寸不宜低于 已确定的值。影响芯中的损耗的重要因素涉及磁畴的尺寸。对片材施加机械张力会引起片材平 面内的各向异性，在所使用的材料存在典型的结构(高斯结构)的情况下，所述各向异性会 在平行于叠层的方向的结晶方向和垂直于叠层的方向之间增大磁化的能量差。静磁能和磁 畴的畴壁的能量之间的平衡有利于畴壁的能量，从而形成大量更细和更密的畴壁。这样，使 得涡流对损耗总量的影响显著减小。此外，已开发出张力覆盖物，以便通过产生局部压缩微 应力而获得这些改进。在此框架下，已提出使片材受到喷丸处理或机械滚丝。这些方法在 工业中的应用有难度，会破坏绝缘覆盖物使得片材暴露而快速氧化，需要进一步覆盖并形 成余料/毛边，从而减小了空间因子。很大程度上得到统一的后继方案是利用集中成激光束形式、等离子体等的能量脉 冲使片材(例如从带材卷退绕的具有取向晶粒的电磁钢带)的表面受到刮擦或滚丝(划 刻)。在旨在改进电磁特性的典型划刻处理设备中，激光发生器的光束通过镜面扫描器 在移动的带材上偏离，然后沿横向于带材前进方向的扫描路径聚焦在片材上。为了明显地减小损耗，划刻处理应该具有减小的横截面尺寸，例如0. 10mm，并且在 深度上按最大量延伸。通过使用具有沿横向于带材前进方向的方向大大伸长的椭圆截面光 斑的激光束而获得好的结果。这通过适当的柱面透镜来执行。
技术实现思路
本专利技术的技术问题是实现一种高生产率的、包括具有椭圆截面的光斑的激光划刻 设备，该设备的产品可靠，该设备的操作规范可以在宽范围内容易地调节。根据第一方面，划刻设备包括激光发生器、柱状/筒状的伸缩式光学镜组、以及可 旋转镜面扫描器，所述光学镜组具有可变焦距，以根据焦距形成具有可变椭圆率的椭圆截面激光束，所述镜面扫描器用于根据预定角度扫描激光束。该设备还包括横向于带材延伸 的抛物面反射镜，用于接收被扫描的激光束并将激光束在带材上聚焦成沿处理路径大大地 (hardly)伸长的椭圆光斑，其中，伸缩式光学镜组可调节以改变投射在带材上的激光束的 椭圆截面中一个轴的长度。根据另一方面，激光划刻设备使得伸缩式光学镜组的焦点位于可旋转镜面扫描器 的下游，其中，扫描器的旋转方向使得在椭圆截面的激光束投射在扫描器的拐角上、两个相 邻镜面之间的换向区域中时，激光束的光斑的后缘位于处理路径的终点/终止端点处，且 前缘位于所述路径的起点/起始端点处。附图说明从下面借助于附图作为非限定示例给出的说明中可以清楚地看到本专利技术的特征， 其中图1是用于处理磁片的系统的示意图，该系统使用本专利技术的激光划刻设备；图2示出本专利技术的激光划刻设备的示意性俯视图；图3是图2的激光划刻设备的光学示意图；图4、5、6和7示出图3的一些构件处于不同操作状态的光学示意图；图8是本专利技术的激光划刻设备的一些细节的局部示意性仰视图；图9是本专利技术的激光划刻设备的另外的细节的局部示意性仰视图；图10以放大的比例示出图2中示出的设备的一些构件；图11是图2中所示设备的一些构件的局部示意性前视图；图12示出本专利技术的激光设备的一个装置的示意性俯视图；图13是图12的装置的局部剖开的示意性侧视图；以及图14是图12所示装置的示意性前视图。具体实施例方式参见图1，用21表示处理磁片的系统。系统21设有激光划刻设备(材料的处理激 光)22，该激光划刻设备具有相应的发生器组23和支承台架M。片材的形式为由电工硅钢 制成的带材26，该带材具有沿叠层方向取向的晶粒。带材沿纵向轴线27移动，从供给的带 材卷退绕并卷绕在卷取的带材卷(图中未示出)上。此外，系统21包括控制台观、用于供给和控制构件的机柜四、冷却装置31以及用 于设备22的空气过滤及通风单元32，而支承台架M具有用于带材沈的支承和滑动的水平 面33。具有保护功能的壁34布置在具有发生器23和台架M的设备22周围以及机柜四 和单元31、32周围。根据本专利技术，激光划刻设备22 (图1和幻包括两个激光处理单元36a和36b，这两 个激光处理单元分别包括准直仪37a、37b、伸缩式光学装置38a、38b、扫描器39a、39b、最终 聚焦装置41a、41b以及保护装置42a、42b (图8)。发生器组23 (图1)包括两个激光束源43a、43b，作为示例的是1.5 + 2. 5Kw的钕 镱类型。激光源43a、43b以基本圆形的划刻光束的光斑输出在光纤44a、44b (图2)上，其 中，光纤与处理单元36a、36b的准直仪37a、37b连接。源43a、4 的激光束通过准直仪37a和37b (图幻以准直光束46a、46b到达伸缩 式装置38a和38b，该激光束被引导朝向扫描器39a和39b，然后通过装置41a和41b聚焦 在带材沈上。保护装置4 和42b用于使最终聚焦装置41a、41b在使用时保持在光学效 率最大的状态，避免被处理中产生的烟污染。伸缩式光学装置38a、38b (图3、4和6)具有分别为发散和会聚的柱面透镜47、48， 该柱面透镜将具有圆形截面的准直光束46a、46b转变为朝向扫描器39a、39b的具有椭圆截 面的光束49a、49b，所述椭圆截面具有水平轴线X和竖直轴线Y;并且从扫描器开始，具有椭 圆截面的光束作为扫描光束51a、51b投射在最终聚焦装置41a、41b上。然后，激光束沿竖 直表面聚焦在带材26上，作为划刻光束52a、52b沿扫描路径53a、5;3b扫描，所述扫描路径 基本横向于带材沈的纵轴线27。伸缩式装置的透镜47和48之间的距离“D”被预先安排并且可调节，以获得可变的 焦距和位于扫描器38a、38b下游的焦点CFa、CFb。从而，光束49a、49b具有根据装置38a、 38b的焦距可变的椭圆率，其中，沿轴线Y的幅度/宽度恒定，该椭圆率取决于沿轴线X的焦 距。代替柱面透镜47和48，伸缩式光学装置38a、38b可包括回返镜以及分别为发散和会聚 的一对柱面镜，并可调节镜之间的距离。绕竖直轴线旋转的扫描器39a、39b为这样的类型在多边形表面上具有平坦的镜 面，在镜面之间的具有锐利的转角。扫描器39a、39b接收具有椭圆截面的光束49a、49b并 将扫描光束51a、51b反射到最终聚焦装置41a、41b上，使该扫描光束运动一角度，该角度取 决于镜面的数量。具体而言，投射在带材沈上的激光束51a、51b (图4和6)限定在沿处理路径53a、 5 运动的方向(由箭头表示)上的输入前部“LdSp本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于在带材（２６）沿纵向运动时处理取向晶粒磁片的激光划刻设备（２２），所述激光划刻设备包括激光发生器（４３ａ，４３ｂ）、柱状的伸缩式光学装置组（３８ａ，３８ｂ）、以及可旋转镜面扫描器（３９ａ，３９ｂ），所述伸缩式光学装置组具有可变焦距以便形成椭圆截面激光束（４９ａ，４９ｂ），所述椭圆截面激光束具有随焦距而变化的椭圆率，所述可旋转镜面扫描器用于根据预定角度扫描激光束，所述激光划刻设备（２２）的特征在于，该设备包括横向于带材（２６）延伸的抛物面反射镜（５４），用于接收扫描激光束（５１ａ，５１ｂ）并将该光束在带材（２６）上沿处理路径（５３ａ，５３ｂ）聚焦成伸长的椭圆光斑（５５），其中，所述伸缩式光学装置组（３８ａ，３８ｂ）可调节，以改变投射在带材（２６）上的激光束（５２ａ，５２ｂ）的椭圆截面中的一个轴的长度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马泰奥·巴伊斯特罗基，
申请(专利权)人：RTM股份公司，
类型：发明
国别省市：IT
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