CN114015838A - 一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备，包括两套激光淬火组件、一套数控三轴、用于安装圆筒形工件的滚轮架，圆筒形工件套设于所述滚轮架上，每套激光淬火组件包括一台激光器、一台冷水机、一套激光淬火头，所述激光器通过光纤连接对应的激光淬火头，所述激光器和所述激光淬火头均通过水管与对应的冷水机相连，两套激光淬火组件的激光淬火头沿圆筒形工件的轴向间隔安设于数控三轴上。本发明还提供一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备的使用方法。

Description

一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备及其使用方法
技术领域
本发明涉及激光淬火技术领域，尤其涉及一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备及其使用方法。
背景技术
激光淬火是集激光、材料、计算机及自动化、机械制造及数控等技术于一体，当今最先进的制造技术之一。近年来随着激光淬火技术发展，逐步取代传统的淬火方式，无需冷介质，对环境无污染。
对于圆筒形工件，传统淬火效率慢，成本高。因此有必要设计一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备及其使用方法，以解决传统淬火的效率慢、成本高、对环境污染高的问题。本发明适用于直径φ1000mm～φ2000mm的圆筒形工件淬火加工，本发明至少解决了现有技术中的部分问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备，包括两套激光淬火组件、一套数控三轴、用于安装圆筒形工件的滚轮架，圆筒形工件套设于所述滚轮架上，每套激光淬火组件包括一台激光器、一台冷水机、一套激光淬火头，所述激光器通过光纤连接对应的激光淬火头，所述激光器和所述激光淬火头均通过水管与对应的冷水机相连，两套激光淬火组件的激光淬火头沿圆筒形工件的轴向间隔安设于数控三轴上。
作为优选，所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括抽烟除尘机，所述抽烟除尘机的吸尘软管安装在激光淬火头上。
作为优选，所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括给激光淬火头提供干燥保护气体的冷干机，所述冷干机的出气管靠近所述激光淬火头设置。
作为优选，所述激光淬火头内设有温度闭环控制系统。
作为优选，所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括控制柜和操作台，所述操作台与所述控制柜电连接。
作为优选，所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括稳压器，所述稳压器与所述控制柜电连接。
本发明还提供一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备的使用方法：激光器通过光纤连接激光淬火头，冷水机通过水管连接激光器和激光淬火头，冷水机包含两路水，低温水负责给激光器制冷，常温水负责给激光淬火头制冷，确保设备能长时间连续工作，圆筒形工件放置到滚轮架上，电气元器件安装于控制柜中，通过操控台对整套设备的运动和工作进行控制，参数设置好后，可直接在操作台上进行一键式操作，设备启动后，激光器出光，滚轮架带动圆筒形工件旋转，数控三轴上的两个激光淬火头同时出光，光斑照射到圆筒形工件上进行激光淬火，随着两个激光淬火头的同时移动，可实现整个圆筒形工件激光淬火，一套数控三轴上面安装有两套激光加工头，两个激光头可同时实现淬火加工，提高了淬火效率。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备，包含有两台激光器，两台激光器分别连接两个激光头，通过数控三轴带动激光头运动，通过滚轮架带动工件做回转运动，达到快速激光淬火的效果，通过温度闭环控制系统，确保了淬火质量。
2、本发明装置可应用于直径φ1000mm～φ2000mm的圆筒形工件淬火加工，加工范围广。
3、在本发明装置中，激光头行走机构采用数控直线三轴运动机构，三轴主要部件采用焊接件加工而成，降低了设备的成本，提高了设备的使用寿命。
4、在本发明装置中，一套数控三轴上面安装有两套激光加工头，两个激光头可同时实现淬火加工，提高了淬火效率。
5、在本发明装置中，激光淬火头安装有温度闭环控制系统，确保了激光淬火的质量。
6、在本发明装置中，激光淬火头部安装有随动抽烟除尘装置，便于对加工场过程中产生的烟尘进行处理，保护加工环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的圆筒形工件的高效率激光淬火设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明实施例一提供一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备，包括两套激光淬火组件、一套数控三轴7、用于安装圆筒形工件10的滚轮架9，圆筒形工件10套设于所述滚轮架9上，滚轮架9带动工件10旋转，所述滚轮架9上设有现有的防窜动及定位装置，防止工件在加工过程中出现打滑的现象，圆形工件采用滚轮架9进行旋转加工，可应用于直径φ1000mm～φ2000mm的圆筒形工件淬火加工，每套激光淬火组件包括一台激光器2、一台冷水机1、一套激光淬火头8，所述激光器2通过光纤连接对应的激光淬火头8，所述激光器2和所述激光淬火头8均通过水管与对应的冷水机1相连(同一套激光淬火组件内的激光淬火头8与冷水机1的连接水管未图示)，冷水机包含两路水，低温水负责给激光器2制冷，常温水负责给激光淬火头8制冷，确保设备能长时间连续工作，两套激光淬火组件的激光淬火头8沿圆筒形工件10的轴向间隔安设于数控三轴7上，数控三轴7采用焊接件加工而成，强度可靠，降低了设备的成本，提高了设备的使用寿命，一套数控三轴7上面间隔安装有两套激光加工头(激光淬火头8)，两个激光头可同时实现淬火加工，提高了淬火效率。
所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括抽烟除尘机4，所述抽烟除尘机4的吸尘软管安装在激光淬火头8上，随激光淬火头8一同移动。激光加工头前端安装有随动抽烟除尘软管(抽烟除尘机4的吸尘软管)，于对加工场过程中产生的烟尘进行处理，保护加工环境。
所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括冷干机(未图示)，冷干机用于过滤压缩空气，给激光淬火头8提供干燥保护气体，所述冷干机的出气管靠近所述激光淬火头8设置。所述激光淬火头8内设有温度闭环控制系统5，采购现有的温度闭环控制系统5装入激光淬火头能确保了淬火质量，激光淬火头8内加入现有的温度闭环控制系统5来实现温度控制以确保淬火质量属于现有技术，在此不再赘述。
所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括控制柜3和操作台11，所述操作台11与所述控制柜3电连接。所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备还包括稳压器6，所述稳压器6与所述控制柜3电连接。稳压器6负责确保设备加工时电压的稳定；控制柜3为整个设备的电器控制部分；操作台11上安装有808D数控系统和触摸屏，可在上面对加工参数进行更改，实现一键式操作。电气元器件安装于控制柜3中，通过操控台11对整套设备的运动和工作进行控制，参数设置好后，可直接在操作台11上进行一键式操作。冷干机、数控三轴7、稳压器6、控制柜3和操作台11均采用现有技术，在此不再赘述。激光器2、冷水机1、数控三轴7、抽烟除尘机4、冷干机、滚轮架9的驱动件均与控制柜3电连接，本文中未详述的内容均采用成熟的现有技术。
本发明实施例二提供了一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备的使用方法：激光器2通过光纤连接激光淬火头8，冷水机1通过水管连接激光器2和激光淬火头8，冷水机包含两路水，低温水负责给激光器2制冷，常温水负责给激光淬火头8制冷，确保设备能长时间连续工作，圆筒形工件10放置到滚轮架9上，电气元器件安装于控制柜3中，通过操控台11对整套设备的运动和工作进行控制，参数设置好后，可直接在操作台上进行一键式操作，设备启动后，激光器1出光，滚轮架9带动圆筒形工件10旋转，数控三轴7上的两个激光淬火头8同时出光，光斑照射到圆筒形工件上进行激光淬火，随着两个激光淬火头8的同时移动，可实现整个圆筒形工件激光淬火，一套数控三轴上面安装有两套激光加工头，两个激光头可同时实现淬火加工，提高了淬火效率。
本发明提供的圆筒形工件的高效率激光淬火设备，包括数控直线三轴运动机构(数控三轴7)、两套激光加工头、一套滚轮架、一套随激光加工头移动的抽烟除尘系统、一套温度闭环控制系统。
本发明实施案例是一套完整激光淬火设备，包括有激光发生系统、光学系统、控制系统、以及运动部件(参见附图1)。附图1中示有冷水机1、12000w激光器2、控制柜3、抽烟除尘机4、温度闭环控制系统5、稳压器6、数控三轴7、激光淬火头8、滚轮架9、工件10、操作台11。冷水机1与激光器2和激光淬火头8连接，负责给激光器2和激光淬火头8冷却。
抽烟除尘机4的吸尘软管安装在激光淬火头8上，随激光淬火头8一同移动。激光淬火头8安装在数控三轴7上，激光淬火头8上安装有温度闭环控制系统。冷干机负责过滤压缩空气，给激光淬火头8提供干燥保护气体。工件10安装在滚轮架9上，滚轮架9安装有防窜动和定位装置，防止工件在加工过程中出现打滑的现象。控制柜3为整个设备的电器控制部分；操作台11上安装有808D数控系统和触摸屏，可在上面对加工参数进行更改，实现一键式操作。稳压器6负责确保设备加工时电压的稳定。
本发明提供的高效率激光淬火设备包括：12000W激光器2；数控三轴7；滚轮架9；冷水机1；激光淬火头8；抽烟除尘机4；中控系统(控制柜3)；温度闭环控制系统5；稳压电源(稳压器6)。
各部件的作用原理和使用方法：
所述圆筒形工件的高效率激光淬火设备的方案中，一台设备包含有两台12000w激光器2，两台冷水机1和两套激光淬火头8，激光淬火头8安装在数控三轴7上，数控三轴7采用焊接件加工而成，强度可靠。激光器2通过光纤连接激光淬火头8，冷水机1通过水管连接激光器2和激光淬火头8，冷水机包含两路水，低温水负责给激光器2制冷，常温水负责给激光淬火头8制冷，确保设备能长时间连续工作。工件10放置到滚轮架9上，滚轮架9上设备有防窜动和定位装置，工件无需再另行定位。电气元器件安装于电器柜(控制柜3)中，通过操控台11对整套设备的运动和工作进行控制，参数设置好后，可直接在操作台上进行一键式操作。设备启动后，激光器1出光，滚轮架9带动工件10旋转，数控三轴7上的两个激光淬火头8同时出光，光斑照射到工件上进行激光淬火，随着两个激光淬火头8的同时移动，可实现整个工件激光淬火。
本实施案例第一特征：激光头行走机构采用数控直线三轴运动机构，数控三轴采用焊接件加工而成，降低了设备的成本，提高了设备的使用寿命。
本实施案例第二特征：一套数控三轴7上面安装有两套激光加工头，两个激光头可同时实现淬火加工，提高了淬火效率。
本实施案例第三特征：圆形工件采用滚轮架9进行旋转加工，可应用于直径φ1000mm～φ2000mm的圆筒形工件淬火加工。
本实施案例第四特征：激光加工头上安装有温度闭环控制系统，确保了淬火质量的稳定性。
本实施案例第五特征：激光加工头前端安装有随动抽烟除尘系统，于对加工场过程中产生的烟尘进行处理，保护加工环境。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备，其特征在于：包括两套激光淬火组件、一套数控三轴、用于安装圆筒形工件的滚轮架，圆筒形工件套设于所述滚轮架上，每套激光淬火组件包括一台激光器、一台冷水机、一套激光淬火头，所述激光器通过光纤连接对应的激光淬火头，所述激光器和所述激光淬火头均通过水管与对应的冷水机相连，两套激光淬火组件的激光淬火头沿圆筒形工件的轴向间隔安设于数控三轴上。
2.如权利要求1所述的圆筒形工件的高效率激光淬火设备，其特征在于：还包括抽烟除尘机，所述抽烟除尘机的吸尘软管安装在激光淬火头上。
3.如权利要求1所述的圆筒形工件的高效率激光淬火设备，其特征在于：还包括给激光淬火头提供干燥保护气体的冷干机，所述冷干机的出气管靠近所述激光淬火头设置。
4.如权利要求1所述的圆筒形工件的高效率激光淬火设备，其特征在于：所述激光淬火头内设有温度闭环控制系统。
5.如权利要求1所述的圆筒形工件的高效率激光淬火设备，其特征在于：还包括控制柜和操作台，所述操作台与所述控制柜电连接。
6.如权利要求5所述的圆筒形工件的高效率激光淬火设备，其特征在于：还包括稳压器，所述稳压器与所述控制柜电连接。
7.一种圆筒形工件的高效率激光淬火设备的使用方法，其特征在于：激光器通过光纤连接激光淬火头，冷水机通过水管连接激光器和激光淬火头，冷水机包含两路水，低温水负责给激光器制冷，常温水负责给激光淬火头制冷，确保设备能长时间连续工作，圆筒形工件放置到滚轮架上，电气元器件安装于控制柜中，通过操控台对整套设备的运动和工作进行控制，参数设置好后，可直接在操作台上进行一键式操作，设备启动后，激光器出光，滚轮架带动圆筒形工件旋转，数控三轴上的两个激光淬火头同时出光，光斑照射到圆筒形工件上进行激光淬火，随着两个激光淬火头的同时移动，可实现整个圆筒形工件激光淬火，一套数控三轴上面安装有两套激光加工头，两个激光头可同时实现淬火加工，提高了淬火效率。
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