CN112553412B - 一种模具表面激光淬火设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模具表面激光淬火设备及控制方法，所述方法实现了激光淬火区的温度闭环控制，在激光淬火过程中实时地、精确地获取淬火区域的淬火温度，以便于及时根据反馈的淬火温度控制激光输出功率，提高模具表面强化质量。同时，实现了激光光斑宽度自适应变化，在利用激光扫描模具表面进行淬火时，根据模具不同部位的结构特点，自适应调整激光光斑的宽度，减少或消除激光回火带。同时，结合温度闭环控制，能够根根据模具不同部位的结构特点，在获取各淬火区域反馈的温度后通过自适应调整激光光斑的宽度，进而控制激光光斑的大小控制淬火温度，使得淬火深度(即硬化层深度)与对应区域结构所需深度适配，减少热应力引起的收缩变形。

Description

一种模具表面激光淬火设备及控制方法

技术领域

本发明涉及激光淬火技术领域，特别涉及模具表面激光淬火设备及控制方法。

背景技术

很多重要的航空、航天、汽车工业中的大小零件都需要用弯曲的工艺来成形，其中弯曲模具的表面质量与状态直接影响到弯曲零件的质量和使用寿命，为了提高弯曲模具的使用寿命，传统的弯曲模具表面强化方法主要有气体氮化、离子氮化、电火花表面强化、渗硼法整体淬火、感应淬火和火焰淬火等方法，但是这些传统工艺方法普遍存在周期长、变形大、易开裂、硬度均匀性差、工作环境恶劣、工人劳动强度大、淬火质量不稳定等缺点，以火焰淬火为例，火焰淬火变形大、易开裂、硬度均匀性差且存在火后加工，极大地增加了弯曲模具的成本。现有弯曲模具多采用冷作模具钢、合金铸铁等高碳含量材料，模具表面的淬火加热温度区间较窄，淬火区温度难以精确控制，当模具表面淬火加热温度过高时，会导致模具碳化物材料过度分解，另外，弯曲模具不同部位导热能力存在差异，如刃口、冲头和凹模圆角部位导热较差，在激光强化淬火加热过程中热量积累，容易产生过热、熔化现象，对弯曲模具成形部位的结构造成破坏，甚至导致需要重新机加工，影响了模具的质量和寿命。

传统激光强化淬火技术由于受到激光光斑尺寸的限制，往往采用多道扫描搭接来实现大面积激光淬火强化，搭接道间容易形成二次淬火的回火带，导致硬度显著下降，影响了弯曲模具的硬度和寿命。另外，如果模具表面的激光强化淬火硬化层深度比较浅的话，快速冷却产生的淬火区体积收缩速度就会远大于马氏体相变引起的体积膨胀速度，从而导致热应力主导的弯曲模具收缩变形，并对弯曲模具零件内部产生弯曲力矩，甚至产生向淬火区部分凹陷的扭曲变形。弯曲件模具还存在外形尺寸大、各种不同曲面结构多的特点，激光淬火过程难以实现自动化轨迹编程，实际激光热处理过程中，往往采用手动定点编程，人工示教编程，热处理效率低、时间成本高。

因此，开发弯曲模具表面强化技术与装置，实现激光光斑宽度自适应变化、激光淬火区温度闭环控制、激光淬火离线编程，研制弯曲模具激光淬火的智能化装置，以解决上述工程难题是十分迫切的技术需求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种模具表面激光淬火设备及控制方法。

第一个方面的目的是，实现激光淬火区的温度闭环控制，在激光淬火过程中实时地、精确地获取淬火区域的淬火温度，以便于及时根据反馈的淬火温度控制激光输出功率，提高模具表面强化质量。

第二个方面的目的是，实现激光光斑宽度自适应变化，在利用激光扫描模具表面进行淬火时，根据模具不同部位的结构特点，自适应调整激光光斑的宽度，减少或消除激光回火带。同时，结合温度闭环控制，能够根根据模具不同部位的结构特点，在获取各淬火区域反馈的温度后通过自适应调整激光光斑的宽度，进而控制激光光斑的大小控制淬火温度，使得淬火深度(即硬化层深度)与对应区域结构所需深度适配，减少热应力引起的收缩变形。

第三个方面的目的是，通过图像识别以及三维建模技术，利用计算机自动规划符合弯曲模具的形貌特征的激光淬火轨迹，相较于人工示教编程的方式，能够提高激光淬火的效率和精度。

为了实现本发明第一个方面的目的，提供一种模具表面激光淬火设备，所述设备包括激光头、比色测温仪、激光器和控制器；

所述激光器用于产生激光并通过光纤将产生的激光送入到激光头中；

所述激光头包括用于组成激光光路的准直镜、半透反射镜和聚焦镜，激光器送入到激光头中的激光依次穿过准直镜、半透反射镜和聚焦镜形成用于淬火的加工光束并从所述激光头射出；

所述比色测温仪用于接收从所述半透反射镜反射出来的反射红外光线；其中，所述反射红外光线是模具表面被加工光束照射的区域辐射出来的红外光线经所述半透反射镜反射而形成的；

所述比色测温仪还用于向所述控制器发送温度信号，所述控制器用于接收所述温度信号并发送用于调节所述激光器输出功率的控制信号。

为了实现本发明第二个方面的目的，进一步的，所述设备还包括调焦机构，所述调焦机构设置在所述激光头内，所述准直镜和聚焦镜均连接在所述调焦机构上，所述调焦机构用于调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

为了实现本发明第三个方面的目的，进一步的，所述设备还包括机械手，所述激光头设置在所述机械手上；

所述控制器包括：

路径规划模块，用于根据预先构建的模具三维模型，生成机械手的移动路径数据；

机械手控制模块，用于根据规划好的移动路径数据，控制机械手带动激光头移动到相应的空间位置；

激光器功率控制模块，用于根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制激光器的输出功率；

焦距调节模块，用于根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

进一步的，所述设备还包括安装在所述激光头前端的图像采集装置，所述图像采集装置包括条纹激光光源和摄像头，所述条纹激光光源用于向模具表面照射激光条纹，所述摄像头用于采集模具表面被所述激光条纹照射时的视频；

所述控制器还包括自适应调节模块，所述自适应调节模块包括：

图像处理单元，用于根据所述图像采集装置发送的视频信号，并进行图像识别和模式匹配生成点云数据；

纠偏单元，用于根据所述点云数据确定所述机械手当前所处的空间位置与移动路径数据的偏差，并根据激光淬火工艺参数和当前所处的空间位置控制激光器的输出功率以及控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

进一步的，所述摄像头为COMS摄像头或CCD摄像头。

另一方面，本发明还提供了一种模具表面激光淬火设备的控制方法，所述设备包括激光头、比色测温仪、激光器、调焦机构、机械手和控制器；

所述激光器用于产生激光并通过光纤将产生的激光送入到激光头中；

所述激光头包括用于组成激光光路的准直镜、半透反射镜和聚焦镜，激光器送入到激光头中的激光依次穿过准直镜、半透反射镜和聚焦镜形成用于淬火的加工光束并从所述激光头射出；

所述比色测温仪用于接收从所述半透反射镜反射出来的反射红外光线；其中，所述反射红外光线是模具表面被加工光束照射的区域辐射出来的红外光线经所述半透反射镜反射而形成的；

所述比色测温仪还用于向所述控制器发送温度信号，所述控制器用于接收所述温度信号并发送用于调节所述激光器输出功率的控制信号；

所述调焦机构设置在所述激光头内，所述准直镜和聚焦镜均连接在所述调焦机构上，所述调焦机构用于调节所述准直镜和聚焦镜的距离；

所述激光头设置在所述机械手上；

所述控制方法包括以下步骤：

根据预先构建的模具三维模型，生成机械手的移动路径数据；

根据规划好的移动路径数据，控制机械手带动激光头移动到相应的空间位置；

根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制激光器的输出功率；

根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

进一步的，所述设备还包括安装在所述激光头前端的图像采集装置，所述图像采集装置包括条纹激光光源和摄像头，所述条纹激光光源用于向模具表面照射激光条纹，所述摄像头用于采集模具表面被所述激光条纹照射时的视频；

所述控制方法还包括以下步骤：

根据所述图像采集装置发送的视频信号，并进行图像识别和模式匹配生成点云数据；

根据所述点云数据确定所述机械手当前所处的空间位置与移动路径数据的偏差，并根据激光淬火工艺参数和当前所处的空间位置控制激光器的输出功率以及控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

相较于现有技术，本发明提供的一种模具表面激光淬火设备及控制方法至少具有以下有益效果：

1.实现了激光淬火区的温度闭环控制，在激光淬火过程中实时地、精确地获取淬火区域的淬火温度，以便于及时根据反馈的淬火温度控制激光输出功率，提高模具表面强化质量。

2.实现了激光光斑宽度自适应变化，在利用激光扫描模具表面进行淬火时，根据模具不同部位的结构特点，自适应调整激光光斑的宽度，减少或消除激光回火带。同时，结合温度闭环控制，能够根根据模具不同部位的结构特点，在获取各淬火区域反馈的温度后通过自适应调整激光光斑的宽度，进而控制激光光斑的大小控制淬火温度，使得淬火深度(即硬化层深度)与对应区域结构所需深度适配，减少热应力引起的收缩变形。

3.通过图像识别以及三维建模技术，利用计算机自动规划符合弯曲模具的形貌特征的激光淬火轨迹，相较于人工示教编程的方式，能够提高激光淬火的效率和精度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为一个实施例中一种模具表面激光淬火设备的结构示意图。

图2为一个实施例中一种模具表面激光淬火设备的结构示意图。

图3为一个实施例中一种模具表面激光淬火设备的控制方法的流程示意图。

图4为一个实施例中一种模具表面激光淬火设备的控制方法的流程示意图。

图5为一个实施例中计算机设备的结构框图。

附图标记：

100、激光器；110、光纤；200、激光头；210、准直镜；220、半透反射镜；230、聚焦镜；300、比色测温仪；310、反射红外光线；400、控制器；410、路径规划模块；420、机械手控制模块；430、激光器功率控制模块；440、自适应调节模块；441、图像处理单元；442、纠偏单元；450、焦距调节模块；500、模具；510、加工区域；600、图像采集装置；700、机械手；800、调焦机构。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明实施例提供了一种模具500表面激光淬火设备，设备包括激光头200、比色测温仪300、激光器100和控制器400；激光器100用于产生激光并通过光纤110将产生的激光送入到激光头200中；激光头200包括用于组成激光光路的准直镜210、半透反射镜220和聚焦镜230，激光器100送入到激光头200中的激光依次穿过准直镜210、半透反射镜220和聚焦镜230形成用于淬火的加工光束并从激光头200射出；比色测温仪300用于接收从半透反射镜220反射出来的反射红外光线310；其中，反射红外光线310是模具500表面被加工光束照射的区域辐射出来的红外光线经半透反射镜220反射而形成的；比色测温仪300还用于向控制器400发送温度信号，控制器400用于接收温度信号并发送用于调节激光器100输出功率的控制信号。

需要说明的是，图1中带箭头的虚线表示激光器100送入到激光头200中的激光光束，该光束从激光头200中射出后，成为用于对模具500的加工区域510(即模具500表面)进行激光淬火的加工光束。图1中的从加工区域510指向比色测温仪300的带箭头的线框表示反射红外光线310。

在图1的示例中，比色测温仪300测量范围为500-2000℃，测温精度为-15～-46，利用温度建模和温度补偿算法来修正测温精度，确保±10℃的控温精度。利用图1中的控制器400，通过模拟量信号控制激光器100输出功率，相应控制速度达到10ms，能够实现高精度的温度闭环控制，在激光淬火过程中实时地、精确地获取淬火区域的淬火温度，以便于及时根据反馈的淬火温度控制激光输出功率，提高模具500表面强化质量。

如图2所示，在一个实施例中，设备还包括调焦机构800，调焦机构800设置在激光头200内，准直镜210和聚焦镜230均连接在调焦机构800上，调焦机构800用于调节准直镜210和聚焦镜230的距离。可以理解的是，调焦机构800包括用于安装准直镜210和聚焦镜230的滑块以及用于驱动滑块运动的驱动机构，准直镜210和聚焦镜230分别安装在两个滑块上，由气缸或滚珠丝杠副作为驱动机构带动滑块沿着滑轨移动，从而调节准直镜210和聚焦镜230之间的距离，实现光斑大小的调整。

因此，本实施例实现了激光光斑宽度自适应变化，在利用激光扫描模具500表面进行淬火时，根据模具500不同部位的结构特点，自适应调整激光光斑的宽度，减少或消除激光回火带。同时，结合温度闭环控制，能够根根据模具500不同部位的结构特点，在获取各淬火区域反馈的温度后通过自适应调整激光光斑的宽度，进而控制激光光斑的大小控制淬火温度，使得淬火深度(即硬化层深度)与对应区域结构所需深度适配，减少热应力引起的收缩变形。

如图2所示，在一个实施例中，设备还包括机械手700，激光头200设置在机械手700上；控制器400包括以下软件程序模块：路径规划模块410、机械手700控制模块420、激光器100功率控制模块和焦距调节模块450。其中，路径规划模块410用于根据预先构建的模具500三维模型，生成机械手700的移动路径数据；机械手700控制模块420用于根据规划好的移动路径数据，控制机械手700带动激光头200移动到相应的空间位置；激光器100功率控制模块用于根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制激光器100的输出功率；焦距调节模块450用于根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制调焦机构800调节准直镜210和聚焦镜230的距离。

可以理解的是，本示例中，控制器400作为一种计算机设备，控制器400的结构如图5所示，上述软件程序模块可以存储在计算机可读存储介质中，并可以加载到处理器上运行，控制器400通过通讯线缆连接激光器100、机械手700、比色测温仪300和机械手700的驱动机构。通过图像识别以及三维建模技术，利用计算机自动规划符合弯曲模具500的形貌特征的激光淬火轨迹，相较于人工示教编程的方式，能够提高激光淬火的效率和精度。

需要说明的是，三维建模技术属于业已成熟的技术，本文不再赘述。其中，激光器100在模具500不同加工区域510的机构输出功率和光斑大小可以由于该加工区域510对应的激光淬火工艺参数进行设置，该激光淬火工艺参数可以由技术人员根据经验或者相应技术手册的数据预先输入并存储在计算机可读存储介质中。

如图2所示，在一个实施例中，设备还包括安装在激光头200前端的图像采集装置600，图像采集装置600包括条纹激光光源和摄像头，摄像头为COMS摄像头或CCD摄像头，条纹激光光源用于向模具500表面照射激光条纹，摄像头用于采集模具500表面被激光条纹照射时的视频；控制器400还包括以下软件程序模块：自适应调节模块440，自适应调节模块440包括图像处理单元441和纠偏单元442。其中，图像处理单元441用于根据图像采集装置600发送的视频信号，并进行图像识别和模式匹配生成点云数据；纠偏单元442用于根据点云数据确定机械手700当前所处的空间位置与移动路径数据的偏差，并根据激光淬火工艺参数和当前所处的空间位置控制激光器100的输出功率以及控制调焦机构800调节准直镜210和聚焦镜230的距离。

本示例中，采用弯曲模具500材料的激光淬火工艺数据，以及激光能量、作用时间对淬火层深和硬度影响的数据，采用温度闭环控制方法，解决弯曲模具500刃口、尖角、凸台和转角处淬火硬度不均匀和烧损等问题。通过图像采集装置600进行弯曲激光淬火处理轨迹的图像识别，实现自动轨迹规划，利用图像采集装置600扫描弯曲模具500形貌特征及尺寸，利用视觉分析软件及深度学习进行系统建模，自动识别模具500刃口、圆角、凸台等形貌特征，获取尺寸信息，增加滤镜、防护以及软件优化，消除淬火过程中，飞溅，烟尘等干扰信号，基于激光淬火工艺数据，通过成像相机取得的信息，结合激光淬火加工区域510的自动识别技术，大幅度提升处理效率。

可以理解的是，图像处理单元441如何生成点云数据为现有技术，此处不再赘述。在本示例中，通过机械补偿和光学补偿混合设计，调整图1中准直镜210与聚焦镜230的距离，从而实现激光光斑连续可调整，镜片材料采用熔融石英材料制作透镜，镀膜采用900～1000nm波段的高功率增透膜，以保障高功率输出，基于激光淬火工艺数据，结合激光淬火加工区域510自动识别技术，自动匹配轨迹，根据弯曲模具500形貌特征实时调整输出激光光斑尺寸。能够实时纠偏，进一步提升激光淬火的精度。

另一方面，本发明还提供了一种模具500表面激光淬火设备的控制方法，设备包括激光头200、比色测温仪300、激光器100、调焦机构800、机械手700和控制器400；激光器100用于产生激光并通过光纤110将产生的激光送入到激光头200中；激光头200包括用于组成激光光路的准直镜210、半透反射镜220和聚焦镜230，激光器100送入到激光头200中的激光依次穿过准直镜210、半透反射镜220和聚焦镜230形成用于淬火的加工光束并从激光头200射出；比色测温仪300用于接收从半透反射镜220反射出来的反射红外光线310；其中，反射红外光线310是模具500表面被加工光束照射的区域辐射出来的红外光线经半透反射镜220反射而形成的；比色测温仪300还用于向控制器400发送温度信号，控制器400用于接收温度信号并发送用于调节激光器100输出功率的控制信号；调焦机构800设置在激光头200内，准直镜210和聚焦镜230均连接在调焦机构800上，调焦机构800用于调节准直镜210和聚焦镜230的距离；激光头200设置在机械手700上；

控制方法包括以下步骤：

步骤S102：控制器400根据预先构建的模具500三维模型，生成机械手700的移动路径数据；

步骤S104：控制器400根据规划好的移动路径数据，控制机械手700带动激光头200移动到相应的空间位置；

步骤S106：控制器400根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制激光器100的输出功率；

步骤S108：控制器400根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制调焦机构800调节准直镜210和聚焦镜230的距离。

进一步的，设备还包括安装在激光头200前端的图像采集装置600，图像采集装置600包括条纹激光光源和摄像头，条纹激光光源用于向模具500表面照射激光条纹，摄像头用于采集模具500表面被激光条纹照射时的视频；

控制方法还包括以下步骤：

步骤S110：根据图像采集装置600发送的视频信号，并进行图像识别和模式匹配生成点云数据；

步骤S112：根据点云数据确定机械手700当前所处的空间位置与移动路径数据的偏差，并根据激光淬火工艺参数和当前所处的空间位置控制激光器100的输出功率以及控制调焦机构800调节准直镜210和聚焦镜230的距离。

本发明的方法实施例，实现了激光淬火区的温度闭环控制，在激光淬火过程中实时地、精确地获取淬火区域的淬火温度，以便于及时根据反馈的淬火温度控制激光输出功率，提高模具500表面强化质量。同时，实现了激光光斑宽度自适应变化，在利用激光扫描模具500表面进行淬火时，根据模具500不同部位的结构特点，自适应调整激光光斑的宽度，减少或消除激光回火带。同时，结合温度闭环控制，能够根根据模具500不同部位的结构特点，在获取各淬火区域反馈的温度后通过自适应调整激光光斑的宽度，进而控制激光光斑的大小控制淬火温度，使得淬火深度(即硬化层深度)与对应区域结构所需深度适配，减少热应力引起的收缩变形。并且通过图像识别以及三维建模技术，利用计算机自动规划符合弯曲模具500的形貌特征的激光淬火轨迹，相较于人工示教编程的方式，能够提高激光淬火的效率和精度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (3)

1.一种模具表面激光淬火设备，其特征在于，所述设备包括激光头、比色测温仪、激光器、控制器和调焦机构；

所述激光器用于产生激光并通过光纤将产生的激光送入到激光头中；

所述激光头包括用于组成激光光路的准直镜、半透反射镜和聚焦镜，激光器送入到激光头中的激光依次穿过准直镜、半透反射镜和聚焦镜形成用于淬火的加工光束并从所述激光头射出；

所述比色测温仪用于接收从所述半透反射镜反射出来的反射红外光线，并利用温度建模和温度补偿算法修正测温精度；其中，所述反射红外光线是模具表面被加工光束照射的区域辐射出来的红外光线经所述半透反射镜反射而形成的；所述模具为弯曲模具；

所述比色测温仪还用于向所述控制器发送温度信号，所述控制器用于接收所述温度信号并发送用于调节所述激光器输出功率的控制信号；所述控制信号为模拟量信号；

所述调焦机构设置在所述激光头内，所述准直镜和聚焦镜均连接在所述调焦机构上，所述调焦机构用于调节所述准直镜和聚焦镜的距离；所述调焦机构包括用于安装准直镜和聚焦镜的滑块以及用于驱动滑块运动的驱动机构，所述准直镜和所述聚焦镜分别安装在两个滑块上，由气缸或滚珠丝杠副作为驱动机构带动滑块沿着滑轨移动，从而调节准直镜和聚焦镜之间的距离，实现光斑大小的调整；所述准直镜和聚焦镜均采用熔融石英材料制作，且镀膜采用900～1000nm波段的增透膜；

其中，所述设备还包括机械手和安装在所述激光头前端的图像采集装置；

所述激光头设置在所述机械手上；所述控制器通过通讯线缆连接激光器、机械手、比色测温仪和机械手的驱动结构；所述控制器包括：

路径规划模块，用于根据预先构建的模具三维模型，生成机械手的移动路径数据；所述移动路径数据符合弯曲模具的形貌特征；

机械手控制模块，用于根据规划好的移动路径数据，控制机械手带动激光头移动到相应的空间位置；

激光器功率控制模块，用于根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制激光器的输出功率；所述模具的不同加工区域对应不同的激光淬火工艺参数；

焦距调节模块，用于根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离；

所述图像采集装置包括条纹激光光源和摄像头，利用视觉分析软件及深度学习进行系统建模，自动识别所述模具的形貌特征和尺寸信息；所述条纹激光光源用于向模具表面照射激光条纹，所述摄像头用于采集模具表面被所述激光条纹照射时的视频；

所述控制器还包括自适应调节模块，所述自适应调节模块包括：

图像处理单元，用于根据所述图像采集装置发送的视频信号，并进行图像识别和模式匹配生成点云数据；

纠偏单元，用于根据所述点云数据确定所述机械手当前所处的空间位置与移动路径数据的偏差，并根据激光淬火工艺参数和当前所处的空间位置控制激光器的输出功率以及控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

2.如权利要求1所述的一种模具表面激光淬火设备，其特征在于，所述摄像头为COMS摄像头或CCD摄像头。

3.一种模具表面激光淬火设备的控制方法，其特征在于，所述设备包括激光头、比色测温仪、激光器、调焦机构、机械手、控制器和调焦机构；

所述激光器用于产生激光并通过光纤将产生的激光送入到激光头中；

所述激光头包括用于组成激光光路的准直镜、半透反射镜和聚焦镜，激光器送入到激光头中的激光依次穿过准直镜、半透反射镜和聚焦镜形成用于淬火的加工光束并从所述激光头射出；

所述比色测温仪用于接收从所述半透反射镜反射出来的反射红外光线，并利用温度建模和温度补偿算法修正测温精度；其中，所述反射红外光线是模具表面被加工光束照射的区域辐射出来的红外光线经所述半透反射镜反射而形成的；所述模具为弯曲模具；

所述比色测温仪还用于向所述控制器发送温度信号，所述控制器用于接收所述温度信号并发送用于调节所述激光器输出功率的控制信号；所述控制信号为模拟量信号；

所述调焦机构设置在所述激光头内，所述准直镜和聚焦镜均连接在所述调焦机构上，所述调焦机构用于调节所述准直镜和聚焦镜的距离；所述调焦机构包括用于安装准直镜和聚焦镜的滑块以及用于驱动滑块运动的驱动机构，所述准直镜和所述聚焦镜分别安装在两个滑块上，由气缸或滚珠丝杠副作为驱动机构带动滑块沿着滑轨移动，从而调节准直镜和聚焦镜之间的距离，实现光斑大小的调整；所述准直镜和聚焦镜均采用熔融石英材料制作，且镀膜采用900～1000nm波段的增透膜；

所述激光头设置在所述机械手上；所述控制器通过通讯线缆连接激光器、机械手、比色测温仪和机械手的驱动结构；

所述控制方法包括以下步骤：

根据预先构建的模具三维模型，生成机械手的移动路径数据；所述移动路径数据符合弯曲模具的形貌特征；

根据规划好的移动路径数据，控制机械手带动激光头移动到相应的空间位置；

根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制激光器的输出功率；所述模具的不同加工区域对应不同的激光淬火工艺参数；

根据激光淬火工艺参数和移动路径数据，控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离；

所述设备还包括安装在所述激光头前端的图像采集装置，所述图像采集装置包括条纹激光光源和摄像头，利用视觉分析软件及深度学习进行系统建模，自动识别所述模具的形貌特征和尺寸信息；所述条纹激光光源用于向模具表面照射激光条纹，所述摄像头用于采集模具表面被所述激光条纹照射时的视频；

所述控制方法还包括以下步骤：

根据所述图像采集装置发送的视频信号，并进行图像识别和模式匹配生成点云数据；

根据所述点云数据确定所述机械手当前所处的空间位置与移动路径数据的偏差，并根据激光淬火工艺参数和当前所处的空间位置控制激光器的输出功率以及控制调焦机构调节所述准直镜和聚焦镜的距离。

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