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试谈光纤激光毛化机器人系统研发学术

收藏本文 2024-03-25 点赞:11588 浏览:46836 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文针对传统激光毛化废品率高、光电转换效率低等不足开发了全新的光纤激光毛化机器人系统。该系统主要由光纤激光器、机器人、软件系统、毛化车床、射出头、侧吹系统和设备组成。光纤激光毛化机器人系统以光纤激光器为载体,协同执行机构机器人及其它设备完成毛化作业。该系统的制约软件采取可编程制约器(plc),PLC一方面实现激光器、机器人、车床及设备之间的相互通信;另一方面对光纤激光器发出的连续激光进行高重复频率调制,调节脉冲频率与占空比实现可调整的脉冲输出。通过触摸屏实现人机交互,方便用户选择毛化形式和设定毛化参数。光纤激光毛化机器人系统与传统的激光毛化设备相比取得了多项重大突破,如采取普通机床代替昂贵的磨床实现毛化功能,不仅节约大量的设备投资,并大幅度提升生产效率;系统对轧辊旋转时的轴向跳动容忍度大,毛化速度可以大幅度的提升;操作界面简单灵活,系统稳定可靠;采取光纤激光器和机器人联合作业,系统具有柔性化。由此毛化速度可以达到420转/分,比CO_2快1倍以上;毛化成本由CO_2的2800元/根降至10元/根。光纤激光毛化是一种可控毛化。光纤激光毛化技术可实现毛化点形貌的任意设计以及毛化点的有序、无序排列。可以根据用户要求(对毛化后轧辊表面粗糙度或者每平方毫米毛化点的个数)的不同,通过调节不同的毛化参数满足用户需求。关键词:轧辊论文激光毛化论文光纤激光器论文机器人论文plc论文

    摘要7-8

    Abstract8-9

    第1章 绪论9-23

    1.1 引言9

    1.2 激光加工技术的概论9-11

    1.3 轧辊毛化概述11-16

    1.3.1 喷丸毛化技术11-12

    1.3.2 电火花毛化技术12-13

    1.3.3 电子束毛化技术13

    1.3.4 激光毛化技术13-15

    1.3.5 毛化技术和设备的比较15-16

    1.4 激光毛化的进展近况16-20

    1.5 本论文的选题依据和探讨内容20-23

    第2章 激光与轧辊的相互作用23-33

    2.1 轧辊材料对激光的吸收24-28

    2.1.1 毛化历程中波长对轧辊吸收率的影响25-26

    2.1.2 毛化历程中温度对轧辊吸收率的影响26-27

    2.1.3 轧辊表面情况的影响27

    2.1.4 偏振的影响27-28

    2.2 光纤激光毛化物理历程浅析28-32

    2.2.1 脉冲激光作用时的热传导和材料内温度场浅析29-30

    2.2.2 光纤激光毛化的熔化历程浅析30-31

    2.2.3 光纤激光毛化时产生的部分汽化对熔池形貌的影响31-32

    2.3 小结32-33

    第3章 光纤激光毛化系统的研发33-49

    3.1 光纤激光器和机器人33-38

    3.1.1 激光器的选择33-34

    3.1.2 光纤激光器基本参数及主要部件的介绍34-38

    3.2 侧吹系统和毛化射出头38-40

    3.2.1 侧吹系统38-39

    3.2.2 射出头39-40

    3.3 毛化车床40-41

    3.4 设备41

    3.5 制约软件的开发41-47

    3.5.1 主控系统41-42

    3.5.2 机器人系统42

    3.5.3 制约功能的实现42-43

    3.5.4 维控人机交互系统43-45

    3.5.5 PLC 调制光波45-47

    3.6 系统特点47-48

    3.7 小结48-49

    第4章 毛化系统操作规程49-58

    4.1 光纤激光毛化系统操作历程49-57

    4.1.1 有序毛化的具体操作50-55

    4.1.2 无序毛化的具体操作55

    4.1.3 毛化历程的注意事项55-57

    4.2 本章小结57-58

    第5章 结论和展望58-60

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