CN107398641A - 一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置及方法 - Google Patents

一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置及方法 Download PDF

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周建
任旭东
任乃飞
陈兰
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Abstract

本发明提供了一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，包括反应容器、供液装置、激光发生装置和控制系统，反应容器内部设有工作台，工作台上设有用于装夹上胶辊的三爪卡盘和顶尖，三爪卡盘与齿轮传动箱的输出轴连接，供液装置向反应容器内提供电解质溶液；激光发生装置通过光路组件与激光加工头光连接，激光加工头位于反应容器内，控制系统分别与激光发生装置、供液装置、工作台和齿轮传动箱电连接，激光束在上胶辊的辊体表面上加工出均匀布置的凹槽，本发明在电解质溶液环境下进行激光加工能够更好带走加工凹槽后的熔融物，减少激光加工时再铸层的生成量和熔渣堆积，提高材料的去除效果，从而提高加工凹槽的质量，降低上胶辊的粗糙度。

Description

一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置及方法
技术领域
本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置及方法。
背景技术
现在的服装很多都是两层或者三层的，需要通过复合机进行复合，复合的时候需要上胶，一般都是通过在复合机上安装上胶辊，然而上胶辊上的凹槽的加工方法尤其重要，对凹槽的粗糙度和多凹槽的整齐性都需要很高的要求，提高上胶辊体的抗弯曲性能以及使凹槽均匀可使得胶水均匀的涂抹在面料上。
然而，现有的上胶辊的凹槽均为传统机械加工生产的，导致上胶辊的上胶效果差。短脉冲激光电解质溶液下加工凹槽与在空气中加工凹槽相比，前者不仅打孔效率有着显著的提高，而且加工出的凹槽的质量高。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置及方法。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，包括反应容器、供液装置、激光发生装置和控制系统，所述反应容器的上端开口，反应容器内设有工作台，工作台上设有用于装夹上胶辊的三爪卡盘和顶尖，上胶辊的一端与三爪卡盘的一侧连接，三爪卡盘的另一侧与齿轮传动箱的输出轴连接，上胶辊的另一端与顶尖连接，所述反应容器与供液装置连接，供液装置内存储有电解质溶液；
所述激光发生装置通过光路组件与激光加工头光连接，激光加工头位于反应容器内，并对准上胶辊上需要加工凹槽的区域；
所述控制系统分别与激光发生装置、供液装置、工作台和齿轮传动箱电连接，控制系统控制激光发生装置发出的激光束的参数，并通过齿轮传动箱控制上胶辊的转速和转向，控制系统通过控制供液装置向反应容器内提供电解质溶液，控制系统控制工作台左右匀速移动，在上胶辊的辊体表面上加工出均匀布置的凹槽。
优选地，所述供液装置包括电泵、储液箱和流量调节器，所述储液箱通过电泵与反应容器连接，通过电泵的正反转将储液箱中的电解质溶液抽入到反应容器内，并使反应容器内的电解质溶液循环流动，电泵和储液箱之间设有流量调节器，所述控制系统与流量调节器电连接，通过流量调节器调节储电泵输入至反应容器内的电解质溶液的流量和流速。
优选地，所述光路组件包括激光调整装置和全反镜，所述激光调整装置包括聚焦透镜和凹透镜，所述激光发生装置发出的激光束依次经过聚焦透镜和凹透镜后由全反镜反射至激光加工头。
优选地，所述电解质溶液为盐水。
优选地，所述反应容器由玻璃制成。
一种上述电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：清洗上胶辊的表面；
步骤2：将上胶辊的一端固定在三爪卡盘里，顶尖顶住上胶辊的另一端的中心孔，使得上胶辊正对激光加工头；
步骤3：控制系统控制供液装置中的电泵向反应容器内注入电解质溶液，电解质溶液的液面高度超过上胶辊最高处10-20cm，控制系统调节供液装置中的流量调节器控制流量为0.5-1L/s，打开电泵使电解质溶液循环流动；
步骤4：启动激光发生装置，通过控制系统设置激光束的参数，并通过齿轮传动箱控制上胶辊匀速转动，同时控制工作台匀速直线移动，在上胶辊的辊体上打出均匀凹槽；
步骤5：加工完成后，清洗上胶辊的外表面。
优选地，步骤1和步骤5中使用乙醇清洗上胶辊的表面。
优选地，步骤4中的激光束参数为：激光能量为25J,脉宽为20ns，波长为1064nm，频率为320Hz，光斑直径为6mm。
本发明的有益效果：
本发明在电解质溶液下加工凹槽，相比较传统的水下加工凹槽，在电解质溶液环境下能够更好的带走加工凹槽后的熔融物，减少激光加工时再铸层的生成量和熔渣堆积，提高材料的去除效果，从而提高加工凹槽的质量，降低上胶辊的粗糙度，提高整体的抗弯曲的性能。
附图说明
图1为本发明所述电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置的结构示意图。
图2为本发明所述上胶辊的结构示意图。
其中：
1.齿轮传动箱；2.三爪卡盘；3.辊体；4.辊体上凹槽；5.中心转轴；6.工作台；7.顶尖；8.反应容器；9.激光加工头；10.全反镜；11.聚焦透镜和凹透镜；12.激光发生装置；13.计算机；14.流量调节器；15.电泵；16.储液箱。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，包括反应容器8、供液装置15、激光发生装置12和控制系统13，所述反应容器8由玻璃材料制成，并且上端开口，反应容器8内设有工作台6，工作台6上设有用于装夹上胶辊3的三爪卡盘2和顶尖7，上胶辊3的一端与三爪卡盘2的一侧连接，三爪卡盘2的另一侧与齿轮传动箱1的输出轴连接，上胶辊3的另一端与顶尖7连接，所述反应容器8与供液装置15连接，供液装置15包括电泵15和储液箱16，所述储液箱16通过电泵15与反应容器8连接，通过电泵15的正反转将储液箱16中的电解质溶液盐水抽入到反应容器8内，并使反应容器8内的电解质溶液盐水循环流动，电泵15和储液箱16之间的管路上设有流量调节器14。
所述激光发生装置12通过光路组件与激光加工头9光连接，光路组件包括激光调整装置11和全反镜10，所述聚焦透镜和凹透镜，所述激光发生装置12发出的激光束依次经过聚焦透镜和凹透镜后由全反镜10反射至激光加工头9，激光加工头9位于反应容器8内，并对准上胶辊3上需要加工凹槽4的区域。
所述控制系统13分别与激光发生装置12、供液装置、工作台6和齿轮传动箱1电连接，控制系统13控制激光发生装置12发出的激光束的参数，并通过齿轮传动箱1控制上胶辊3的转速和转向，控制系统13通过控制供液装置15向反应容器8内提供电解质溶液，控制系统13控制工作台6左右匀速移动，在上胶辊3的辊体表面上加工出均匀布置的凹槽4。
一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：使用乙醇清洗上胶辊3的表面；
步骤2：将上胶辊3一端的中心转轴5固定在三爪卡盘2里，顶尖7顶住上胶辊3另一端的中心转轴5上的中心孔，使得上胶辊3正对激光加工头9；
步骤3：控制系统13控制供液装置中的电泵15向反应容器8内注入电解质溶液，电解质溶液的液面高度超过上胶辊3最高处10-20cm，使得上胶辊3处于电解质溶液中，更容易达到气化，控制系统13调节流量调节器14控制流量为0.5-1L/s，有利于凹槽内的熔融材料的汽化和喷出，提高加工凹槽的速度和凹槽的质量，打开供液装置中的电泵15使电解质溶液循环流动；
步骤4：启动激光发生装置12，通过控制系统13设置激光束的参数为激光能量为25J，脉宽为20ns，波长为1064nm，频率为320Hz，光斑直径为6mm，并通过齿轮传动箱1控制上胶辊3匀速转动，同时控制工作台6匀速直线移动，在上胶辊3的辊体上打出均匀凹槽4；
步骤5：加工完成后，使用乙醇清洗上胶辊3的外表面。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，其特征在于，包括反应容器(8)、供液装置、激光发生装置(12)和控制系统(13)，所述反应容器(8)的上端开口，反应容器(8)内设有工作台(6)，工作台(6)上设有用于装夹上胶辊(3)的三爪卡盘(2)和顶尖(7)，上胶辊(3)的一端与三爪卡盘(2)的一侧连接，三爪卡盘(2)的另一侧与齿轮传动箱(1)的输出轴连接，上胶辊(3)的另一端与顶尖(7)连接；所述反应容器(8)与供液装置连接，供液装置内存储有电解质溶液；
所述激光发生装置(12)通过光路组件与激光加工头(9)光连接，激光加工头(9)位于反应容器(8)内，并对准上胶辊(3)上需要加工凹槽(4)的区域；
所述控制系统(13)分别与激光发生装置(12)、供液装置、工作台(6)和齿轮传动箱(1)电连接，控制系统(13)通过控制供液装置向反应容器(8)内提供电解质溶液，控制系统(13)控制激光发生装置(12)发出的激光束的参数，并通过齿轮传动箱(1)控制上胶辊(3)的转速和转向，控制系统(13)控制工作台(6)左右匀速移动，在上胶辊(3)的辊体表面上加工出均匀布置的凹槽(4)。
2.根据权利要求1所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，其特征在于，所述供液装置包括电泵(15)、储液箱(16)和流量调节器(14)，所述储液箱(16)通过电泵(15)与反应容器(8)连接，通过电泵(15)(15)的正反转将储液箱(16)中的电解质溶液抽入到反应容器(8)内，并使反应容器(8)内的电解质溶液循环流动，电泵(15)和储液箱(16)之间的管路上设有流量调节器(14)，所述控制系统(13)与流量调节器(14)电连接，通过流量调节器(14)调节储电泵(15)输入至反应容器(8)内的电解质溶液的流量和流速。
3.根据权利要求1所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，其特征在于，所述光路组件包括激光调整装置(11)和全反镜(10)，所述激光调整装置(11)包括聚焦透镜和凹透镜，所述激光发生装置(12)发出的激光束依次经过聚焦透镜和凹透镜后由全反镜(10)反射至激光加工头(9)。
4.根据权利要求1所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，其特征在于，所述电解质溶液为盐水。
5.根据权利要求1所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的装置，其特征在于，所述反应容器(8)由玻璃制成。
6.一种根据权利要求1所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：清洗上胶辊(3)的表面；
步骤2：将上胶辊(3)的一端固定在三爪卡盘(2)里，顶尖(7)顶住上胶辊(3)的另一端的中心孔，使得上胶辊(3)正对激光加工头(9)；
步骤3：控制系统(13)控制供液装置中的电泵(15)向反应容器(8)内注入电解质溶液，电解质溶液的液面高度超过上胶辊(3)最高处10-20cm，控制系统(13)调节供液装置中的流量调节器(14)控制流量为0.5-1L/s，打开电泵(15)使电解质溶液循环流动；
步骤4：启动激光发生装置(12)，通过控制系统(13)设置激光束的参数，并通过齿轮传动箱(1)控制上胶辊(3)匀速转动，同时控制工作台(6)匀速直线移动，在上胶辊(3)的辊体上打出均匀凹槽(4)；
步骤5：加工完成后，清洗上胶辊(3)的外表面。
7.根据权利要求6所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的方法，其特征在于，步骤1和步骤5中使用乙醇清洗上胶辊(3)的表面。
8.根据权利要求6所述的电解质溶液下激光加工上胶辊表面凹槽的方法，其特征在于，步骤4中的激光束参数为：激光能量为25J，脉宽为20ns，波长为1064nm，频率为320Hz，光斑直径为6mm。
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