CN116532910B - 一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滚压加工技术领域，具体为一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置。其为了解决现有的激光辅助超声滚压加工平面工件的装置无法实现激光处理与滚压加工近似同步进行的问题，故提供了一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，包括超声滚压组件、激光处理组件；超声滚压组件包括滚压刀，滚压刀包括条状滚压部；激光处理组件包括控制器、独立脉冲激光发生器、光电传感器、反射镜片、位于反射镜片下部的独立激光匀化器以及用于固定反射镜片和独立激光匀化器的光学部件支撑架，独立激光匀化器将脉冲激光光束转变成独立近扇环形光斑。本发明实现了激光处理与滚压加工近似同步加工，提升了激光与滚压对工件表面的复合作用效果。

Description

一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置

技术领域

本发明涉及激光、超声滚压加工技术领域，特别涉及激光辅助超声滚压加工平面工件技术领域，具体为一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置。

背景技术

随着现代制造业的不断发展，对于高品质、高效率、高精度的加工需求越来越迫切。单纯的超声滚压加工已逐渐不能满足某些高要求的加工需求。

激光辅助超声滚压加工可满足较高要求的加工需求，同时在进行平面工件的加工时，滚压刀采用滚柱滚压刀。在激光与滚柱滚压刀配合加工技术中，现有的装置如公告号为CN115922231B，专利名称为一种集成激光软化和强化技术的旋转超声滚压装置的专利，采用该装置进行加工时，是先进行激光处理后再进行滚压加工即首先对工件的待加工表面先进行一次激光处理，然后工件进给到滚压刀对准已激光处理过的待加工表面再进行滚压加工，但这时工件表面的激光热量已在逐步散失，使得经激光辅助超声滚压加工后的平面工件的表面质量仍相对不佳，究其原因是因为现有的装置无法实现激光处理与滚压加工近似同步（近似同步即激光处理完能马上进行滚压加工，对于同一个加工位置而言不是完全同步）进行即由于滚压刀滚压时，旋转的滚压刀滚压的滚压区域（现有装置中的滚压刀的滚压部是圆盘状）是被全覆盖的，激光是无法对旋转的滚压刀滚压的滚压区域进行处理的，所以只能是先进行激光处理，等到被激光处理过的工件表面滚压区域进给到滚压刀下方时滚压刀才能对其进行滚压。

现有的激光辅助加工装置中有可以实现激光处理与切削加工同步进行的技术，如公布号为CN115229223A的中国专利申请公开了一种主动控制的激光加热辅助切削刀具，该专利实现了切削和激光处理同步进行，公告号为CN115592423B的中国专利，公开了一种激光辅助钻削的加工装置，实现激光和钻削同时同位加工，但这些装置的激光光斑大都为高斯分布，而激光辅助超声滚压在进行平面工件的加工时，其加工路径为宽路径，使用高斯分布的激光光斑去实现激光处理和滚压同步进行则不容易协调光斑运动路径复杂的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的激光辅助超声滚压加工平面工件的装置无法实现激光处理与滚压加工近似同步进行的问题，故提供了一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，包括超声滚压组件、激光处理组件；

超声滚压组件包括从上至下依次固定连接的超声波换能器、超声变幅杆和滚压刀，超声波换能器的顶部与刀柄的底部固定连接，刀柄的顶部固定于刀座，超声波换能器通过引电装置连接有超声波发生器，滚压刀、超声变幅杆、超声波换能器、刀柄、刀座的轴线位于同一直线上，滚压刀包括其顶端与超声变幅杆连接的连接部以及条状滚压部，条状滚压部的底面的两端部均转动固定有其轴向沿条状滚压部的长度方向布置的滚柱，条状滚压部的中部与连接部垂直固定连接；

激光处理组件包括独立脉冲激光发生器、反射镜片、位于反射镜片下部的独立激光匀化器以及用于固定反射镜片和独立激光匀化器的光学部件支撑架，光学部件支撑架固定于刀座且位于超声滚压组件的靠近待加工表面的一侧，独立脉冲激光发生器固定于机床内且用于发出独立脉冲激光光束至反射镜片，反射镜片将独立脉冲激光光束反射至独立激光匀化器，独立激光匀化器将脉冲激光光束转变成独立近扇环形光斑，当条状滚压部旋转时，条状滚压部的滚柱旋转形成的滚压区域为圆环形滚压区域，以沿垂直于工件的进给方向为分界线，独立近扇环形光斑位于圆环形滚压区域的工件的非进给方向的一侧的正中部，当条状滚压部旋转至完全脱离独立近扇环形光斑时，独立脉冲激光发生器处于脉冲激光发射状态，当条状滚压部旋转至未完全脱离独立近扇环形光斑时，独立脉冲激光发生器处于脉冲激光间歇状态。

使用时，需将条状滚压部旋转至完全脱离独立近扇环形光斑时，再启动独立脉冲激光发生器和滚压刀，实现独立脉冲激光发生器和滚压刀的配合，避免脉冲激光将激光发射至滚压刀。另外，需要根据上述对独立脉冲激光发生器发射与间歇状态的切换来设置独立脉冲激光发生器的发射频率以及滚压刀的转速，如何设置是本领域技术人员通过常规手段即实验或者计算可得出的。

原理说明：1）使用独立激光匀化器处理独立脉冲激光光束，使独立脉冲激光光束转变成独立近扇环形光斑，实现宽路径激光光斑，而由于条状滚压部旋转滚压时形成的运动轨迹为圆环形即背景技术所述的宽路径，故将激光光斑设置成独立近扇环形光斑，便于与条状滚压部的运动轨迹相协调，同时提升了工件表面激光处理的均匀度；2）采用条状滚压部，使得滚压刀旋转滚压时，能与独立脉冲激光发生器交替间歇工作，使得滚压刀旋转一圈，独立脉冲激光发生器发出两次独立脉冲激光光束，缩短了激光处理与滚压加工的间隙时间，使得激光处理与滚压加工的间隔时间相对较短即当激光处理完工件表面后，滚压刀可立即对工件表面进行滚压加工，使激光作用于工件表面的热效应得以充分利用，实现了对工件表面多道次的激光与滚压的交替间歇加工即实现了激光处理与滚压加工近似同步加工，提升了激光处理与滚压对工件表面的复合作用效果；3）滚压刀对工件的待加工表面进行滚压加工的同时也在对已加工表面进行再次滚压加工，进一步提高工件的表面质量。

一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，包括超声滚压组件、激光处理组件；

超声滚压组件包括从上至下依次固定连接的超声波换能器、超声变幅杆和滚压刀，超声波换能器的顶部与刀柄的底部固定连接，刀柄的顶部固定于刀座，超声波换能器通过引电装置连接有超声波发生器，滚压刀、超声变幅杆、超声波换能器、刀柄的轴线位于同一直线上，滚压刀包括其顶端与超声变幅杆连接的连接部以及十字型滚压部，十字型滚压部的底面的四个端部内均转动固定有滚柱，四个滚柱的轴线呈十字型布置，十字型滚压部的中部与连接部垂直固定连接；

激光处理组件包括控制器、第一脉冲激光发生器、第二脉冲激光发生器、光电传感器、反射镜片、激光分束器、第一激光匀化器、第二激光匀化器、第三激光匀化器以及光学部件支撑架，光学部件支撑架固定于刀座且位于超声滚压组件的靠近待加工表面的一侧，反射镜片、激光分束器、第一激光匀化器由上而下依次固定于光学部件支撑架，第二激光匀化器、第三激光匀化器均固定于光学部件支撑架且均位于第一激光匀化器的下部，第二激光匀化器、第三激光匀化器布置于同一水平线，第一激光匀化器与滚压刀中心的径向距离大于激光分束器与滚压刀中心的径向距离，第一脉冲激光发生器和第二脉冲激光发生器均固定于机床内，当十字型滚压部的其中两个相对的端部旋转至沿工件进给方向布置时，该十字型滚压部的其中两个相对的端部中的靠近工件的待加工表面的一端部所对应的滚压区域为第一滚压区域，十字型滚压部的靠近工件的待加工表面一侧的两个相邻端部之间的滚压区域有两个且其分别为第二滚压区域和第三滚压区域，光电传感器固定于机床且用于检测滚压刀的旋转位置并将其位置信息传输至控制器，当十字型滚压部完全脱离第一滚压区域且其中两个端部位于第二滚压区域和第三滚压区域时，控制器控制第一脉冲激光发射器发射第一脉冲激光光束并将第一脉冲激光光束发射至反射镜，反射镜将第一脉冲激光光束反射至第一激光匀化器，第一激光匀化器将第一脉冲激光光束转变成与第一滚压区域相适配的第一近扇环形光斑，第一近扇环形光斑位于第一滚压区域内，当十字型滚压部旋转至完全脱离第二滚压区域和第三滚压区域且其中一个端部位于第一滚压区域时，控制器控制第二脉冲激光发射器发射第二脉冲激光光束并将第二脉冲激光光束发射至反射镜，反射镜将第二脉冲激光光束反射至激光分束器，激光分束器将第二脉冲激光光束分为两束脉冲激光光束，两束脉冲激光光束分别进入第二激光匀化器和第三激光匀化器，第二激光匀化器和第三激光匀化器将两束脉冲激光光束分别转变成与第二滚压区域、第三滚压区域相适配的第二近扇环形光斑和第三近扇环形光斑，第二近扇环形光斑和第三近扇环形光斑分别位于第二滚压区域和第三滚压区域内，第一近扇环形光斑、第二近扇环形光斑、第三近扇环形光斑相邻但不重合，第一近扇环形光斑、第二近扇环形光斑、第三近扇环形光斑的外边缘同心，第一近扇环形光斑、第二近扇环形光斑、第三近扇环形光斑的内边缘同心。

工作原理：1）使用第一激光匀化器、第二激光匀化器、第三激光匀化器以及激光分束器来处理脉冲激光，使其转变成近扇环形光斑，实现宽路径激光光斑，而由于十字型滚压部旋转滚压时形成的运动轨迹为圆环型即背景技术所述的宽路径，故将激光光斑设置成近扇环形光斑，便于与十字型滚压部的运动轨迹相协调；2）采用十字型滚压部，使得滚压刀旋转一圈，第一脉冲激光发生器和第二脉冲激光发生器均辅助滚压刀且与滚压刀交替前后发出四次独立脉冲激光光束，缩短了脉冲激光与滚压加工的间隙时间，使得激光处理与滚压加工的间隔时间相对较短即当激光处理完工件表面后，滚压刀可立即对工件表面进行滚压加工，使激光作用于工件表面的热效应得以充分利用，实现了对工件表面多道次的激光与滚压的交替间歇加工即实现了激光处理与滚压加工近似同步加工，提升了激光与滚压对工件表面的复合作用效果；3）滚压刀对工件的待加工表面进行滚压加工的同时也在对已加工表面进行再次滚压加工，进一步提高工件的表面质量。

本发明所产生的有益效果如下：本发明通过巧妙设置条状滚压部或十字型滚压部的结构以及通过激光与滚压交替间歇加工的方式实现了激光处理与滚压加工近似同步加工，提升了激光与滚压对工件表面的复合作用效果；采用激光匀化器处理脉冲激光光束使其形成近扇环形光斑实现宽路径激光光斑辅助滚压加工的同时提升了工件表面激光处理的均匀度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，表示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例一整体结构示意图一（独立脉冲激光发生器工作时）；

图2为本发明的实施例一中的条状滚压部和连接部的装配结构示意图；

图3为本发明的实施例一中的激光处理组件结构示意图；

图4为本发明的实施例一中的工件表面加工状态示意图（独立脉冲激光发生器工作时）；

图5为本发明的实施例二中的十字型滚压部和连接部的装配结构示意图；

图6为本发明的实施例二中的激光处理组件结构示意图；

图7为本发明的实施例二的整体结构示意图一（第一脉冲激光发生器工作时）；

图8为本发明的实施例二中的工件表面加工状态示意图（第一脉冲激光发生器工作时）；

图9为本发明的实施例二的整体结构示意图二（第二脉冲激光发生器工作时）；

图10 为本发明的实施例二中的工件表面加工状态示意图（第二脉冲激光发生器工作时）。

图中：1-超声波换能器，2-超声变幅杆，3—超声波发生器，4—连接部，5—条状滚压部，6—滚柱，7—控制器，8—独立脉冲激光发生器，9—光电传感器，10—反射镜片，11—独立激光匀化器，12—光学部件支撑架，13—独立近扇环形光斑，14—激光分束器，15—工件，16—待加工表面，17—已加工表面，18—第一近扇环形光斑，19—第二近扇环形光斑，20—第三近扇环形光斑，21—十字型滚压部，22—第一脉冲激光发生器，23—第二脉冲激光发生器，24—第一激光匀化器，25—第二激光匀化器，26—刀柄，27—引电装置，28—第三激光匀化器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在描述中，需要说明的是，术语 “第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例一

如图1至4所示，一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，包括超声滚压组件、激光处理组件；

超声滚压组件包括从上至下依次固定连接的超声波换能器1、超声变幅杆2和滚压刀，超声波换能器1的顶部与刀柄26的底部固定连接，刀柄26的顶部固定于刀座，超声波换能器1通过引电装置27连接有超声波发生器3，滚压刀、超声变幅杆2、超声波换能器1、刀柄26、刀座的轴线位于同一直线上，滚压刀包括其顶端与超声变幅杆2连接的连接部4以及条状滚压部5，条状滚压部5的底面的两端部均转动固定有其轴向沿条状滚压部5的长度方向布置的滚柱6，条状滚压部5的中部与连接部4垂直固定连接；

激光处理组件激光处理组件包括独立脉冲激光发生器8、反射镜片10、位于反射镜片10下部的独立激光匀化器11以及用于固定反射镜片10和独立激光匀化器11的光学部件支撑架12，光学部件支撑架12固定于刀座且位于超声滚压组件的靠近待加工表面16的一侧，独立脉冲激光发生器8固定于机床内且用于发出独立脉冲激光光束至反射镜片10，反射镜片10将独立脉冲激光光束反射至独立激光匀化器11，独立激光匀化器11将脉冲激光光束转变成独立近扇环形光斑13，当条状滚压部5旋转时，条状滚压部5的滚柱6旋转形成的滚压区域为圆环形滚压区域，以沿垂直于工件15的进给方向为分界线，独立近扇环形光斑13位于圆环形滚压区域的工件的非进给方向的一侧的正中部，当条状滚压部5旋转至完全脱离独立近扇环形光斑13时，独立脉冲激光发生器8处于脉冲激光发射状态，当条状滚压部5旋转至未完全脱离独立近扇环形光斑13时，独立脉冲激光发生器8处于脉冲激光间歇状态。

使用时，需将条状滚压部5旋转至完全脱离独立近扇环形光斑13时，再启动独立脉冲激光发生器8和滚压刀，实现独立脉冲激光发生器8和滚压刀的配合，避免脉冲激光将激光发射至滚压刀。另外，需要根据上述对独立脉冲激光发生器8发射与间歇状态的切换来设置独立脉冲激光发生器8的发射频率以及滚压刀的转速，如何设置是本领域技术人员通过常规手段即试验或者计算可得出的。

原理说明：1）使用独立激光匀化器处理独立脉冲激光光束，使独立脉冲激光光束转变成独立近扇环形光斑，实现宽路径激光光斑，而由于条状滚压部5旋转滚压时形成的运动轨迹为圆环形即背景技术所述的宽路径，故将激光光斑设置成独立近扇环形光斑，便于与条状滚压部5的运动轨迹相协调，同时提升了工件表面激光处理的均匀度；2）采用条状滚压部5，使得滚压刀旋转滚压时，能与独立脉冲激光发生器交替间歇工作，使得滚压刀旋转一圈，独立脉冲激光发生器发出两次独立脉冲激光光束，缩短了激光处理与滚压加工的间隙时间，使得激光处理与滚压加工的间隔时间相对较短即当激光处理完工件表面后，滚压刀可立即对工件表面进行滚压加工，使激光作用于工件表面的热效应得以充分利用，实现了对工件表面多道次的激光与滚压的交替间歇加工即实现了激光处理与滚压加工近似同步加工，提升了激光处理与滚压对工件表面的复合作用效果；3）滚压刀对工件的待加工表面进行滚压加工的同时也在对已加工表面进行再次滚压加工，进一步提高工件的表面质量。

具体实施时，条状滚压部5旋转至完全脱离独立近扇环形光斑可手动旋转，也可通过控制器与光电传感器配合旋转即通过如下结构实现：激光处理组件还包括控制器、光电传感器，光电传感器9固定于机床且用于检测滚压刀的旋转位置并将其位置信息传输至控制器7，该装置启动时，当条状滚压部5旋转至完全脱离独立近扇环形光斑13时，控制器控制独立脉冲激光发生器8发射脉冲激光，从而实现脉冲激光与滚压刀在启动时的配合，独立脉冲激光发生器8开始发射脉冲激光后停止该控制器工作。控制器以及光电传感器的配合增加了该装置的自动化程度。

本具体实施方式中，独立近扇环形光斑13的外边缘与内边缘的工件进给方向的距离均处处相等且独立近扇环形光斑的两端的封闭线的方向均沿工件进给方向布置，进一步提高了激光处理的均匀性。

实施例二

如图5至10所示，一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，包括超声滚压组件、激光处理组件；

超声滚压组件包括从上至下依次固定连接的超声波换能器1、超声变幅杆2和滚压刀，超声波换能器1的顶部与刀柄26的底部固定连接，刀柄26的顶部固定于刀座，超声波换能器1通过引电装置27连接有超声波发生器3，滚压刀、超声变幅杆2、超声波换能器1、刀柄26的轴线位于同一直线上，滚压刀包括其顶端与超声变幅杆2连接的连接部4以及十字型滚压部21，十字型滚压部21的底面的四个端部均转动固定有滚柱6，四个滚柱6的轴线呈十字型布置，十字型滚压部21的中部与连接部4垂直固定连接；

激光处理组件包括控制器7、第一脉冲激光发生器22、第二脉冲激光发生器23、光电传感器9、反射镜片10、激光分束器14、第一激光匀化器24、第二激光匀化器25、第三激光匀化器28以及光学部件支撑架12，光学部件支撑架12固定于刀座且位于超声滚压组件的靠近待加工表面16的一侧，反射镜片10、激光分束器14、第一激光匀化器24由上而下依次固定于光学部件支撑架12，第二激光匀化器25、第三激光匀化器28均固定于光学部件支撑架12且均位于第一激光匀化器24的下部，第二激光匀化器25、第三激光匀化器28布置于同一水平线，第一激光匀化器24与滚压刀中心的径向距离大于激光分束器14与滚压刀中心的径向距离，第一脉冲激光发生器22和第二脉冲激光发生器23均固定于机床内，当十字型滚压部21的其中两个相对的端部旋转至沿工件15进给方向布置时，该十字型滚压部21的其中两个相对的端部中的靠近工件15的待加工表面16的一端部所对应的滚压区域为第一滚压区域，十字型滚压部21的靠近工件15的待加工表面16一侧的两个相邻端部之间的滚压区域有两个且其分别为第二滚压区域和第三滚压区域，光电传感器9固定于机床且用于检测滚压刀的旋转位置并将其位置信息传输至控制器7，当十字型滚压部21完全脱离第一滚压区域且其中两个端部位于第二滚压区域和第三滚压区域时，控制器7控制第一脉冲激光发射器发射第一脉冲激光光束并将第一脉冲激光光束发射至反射镜，反射镜将第一脉冲激光光束反射至第一激光匀化器24，第一激光匀化器24将第一脉冲激光光束转变成与第一滚压区域相适配的第一近扇环形光斑18，第一近扇环形光斑18位于第一滚压区域内，当十字型滚压部21旋转至完全脱离第二滚压区域和第三滚压区域且其中一个端部位于第一滚压区域时，控制器7控制第二脉冲激光发射器发射第二脉冲激光光束并将第二脉冲激光光束发射至反射镜，反射镜将第二脉冲激光光束反射至激光分束器14，激光分束器14将第二脉冲激光光束分为两束脉冲激光光束，两束脉冲激光光束分别进入第二激光匀化器25和第三激光匀化器28，第二激光匀化器25和第三激光匀化器28将两束脉冲激光光束分别转变成与第二滚压区域、第三滚压区域相适配的第二近扇环形光斑19和第三近扇环形光斑20，第二近扇环形光斑19和第三近扇环形光斑20分别位于第二滚压区域和第三滚压区域内，第一近扇环形光斑18、第二近扇环形光斑19、第三近扇环形光斑20相邻但不重合，第一近扇环形光斑18、第二近扇环形光斑19、第三近扇环形光斑20的外边缘同心，第一近扇环形光斑18、第二近扇环形光斑19、第三近扇环形光斑20的内边缘同心。

工作原理：1）使用第一激光匀化器、第二激光匀化器、第三激光匀化器以及激光分束器来处理脉冲激光，使其转变成近扇环形光斑，实现宽路径激光光斑，而由于十字型滚压部21旋转滚压时形成的运动轨迹为圆环型即背景技术所述的宽路径，故将激光光斑设置成近扇环形光斑，便于与十字型滚压部21的运动轨迹相协调；2）采用十字型滚压部21，使得滚压刀旋转一圈，第一脉冲激光发生器和第二脉冲激光发生器均辅助滚压刀且与滚压刀交替前后发出四次独立脉冲激光光束，缩短了脉冲激光与滚压加工的间隙时间，使得激光处理与滚压加工的间隔时间相对较短即当激光处理完工件表面后，滚压刀可立即对工件表面进行滚压加工，使激光作用于工件表面的热效应得以充分利用，实现了对工件表面多道次的激光与滚压的交替间歇加工即实现了激光处理与滚压加工近似同步加工，提升了激光与滚压对工件表面的复合作用效果；3）滚压刀对工件的待加工表面进行滚压加工的同时也在对已加工表面进行再次滚压加工，进一步提高工件的表面质量。

具体实施时，第二近扇环形光斑19、第一近扇环形光斑18、第三近扇环形光斑20的内边缘和外边缘之间的工件进给方向的距离均处处相等且第二近扇环形光斑19、第一近扇环形光斑18、第三近扇环形光斑20的两端的封闭线的方向均沿工件进给方向布置，进一步提高了激光处理的均匀性。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。。

Claims (5)

1.一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，其特征在于，包括超声滚压组件、激光处理组件；

超声滚压组件包括从上至下依次固定连接的超声波换能器（1）、超声变幅杆（2）和滚压刀，超声波换能器（1）的顶部与刀柄（26）的底部固定连接，刀柄（26）的顶部固定于刀座，超声波换能器（1）通过引电装置（27）连接有超声波发生器（3），滚压刀、超声变幅杆（2）、超声波换能器（1）、刀柄（26）、刀座的轴线位于同一直线上，滚压刀包括其顶端与超声变幅杆（2）连接的连接部（4）以及条状滚压部（5），条状滚压部（5）的底面的两端部均转动固定有其轴向沿条状滚压部（5）的长度方向布置的滚柱（6），条状滚压部（5）的中部与连接部（4）垂直固定连接；

激光处理组件包括独立脉冲激光发生器（8）、反射镜片（10）、位于反射镜片（10）下部的独立激光匀化器（11）以及用于固定反射镜片（10）和独立激光匀化器（11）的光学部件支撑架（12），光学部件支撑架（12）固定于刀座且位于超声滚压组件的靠近待加工表面（16）的一侧，独立脉冲激光发生器（8）固定于机床内且用于发出独立脉冲激光光束至反射镜片（10），反射镜片（10）将独立脉冲激光光束反射至独立激光匀化器（11），独立激光匀化器（11）将脉冲激光光束转变成独立近扇环形光斑（13），当条状滚压部（5）旋转时，条状滚压部（5）的滚柱（6）旋转形成的滚压区域为圆环形滚压区域，以沿垂直于工件（15）的进给方向为分界线，独立近扇环形光斑（13）位于圆环形滚压区域的工件的非进给方向的一侧的正中部，当条状滚压部（5）旋转至完全脱离独立近扇环形光斑（13）时，独立脉冲激光发生器（8）处于脉冲激光发射状态，当条状滚压部（5）旋转至未完全脱离独立近扇环形光斑（13）时，独立脉冲激光发生器（8）处于脉冲激光间歇状态。

2.根据权利要求1所述的一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，其特征在于，激光处理组件还包括控制器（7）、光电传感器（9），光电传感器（9）固定于机床且用于检测滚压刀的旋转位置并将其位置信息传输至控制器（7），该装置启动时，当条状滚压部（5）旋转至完全脱离独立近扇环形光斑（13）时，控制器控制独立脉冲激光发生器（8）发射脉冲激光，从而实现脉冲激光与滚压刀在启动时的配合，独立脉冲激光发生器（8）开始发射脉冲激光后停止控制器（7）工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，其特征在于，独立近扇环形光斑（13）的外边缘与内边缘的工件进给方向的距离均处处相等且独立近扇环形光斑（13）的两端的封闭线的方向均沿工件进给方向布置。

4.一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，其特征在于，包括超声滚压组件、激光处理组件；

超声滚压组件包括从上至下依次固定连接的超声波换能器（1）、超声变幅杆（2）和滚压刀，超声波换能器（1）的顶部与刀柄（26）的底部固定连接，刀柄（26）的顶部固定于刀座，超声波换能器（1）通过引电装置（27）连接有超声波发生器（3），滚压刀、超声变幅杆（2）、超声波换能器（1）、刀柄（26）的轴线位于同一直线上，滚压刀包括其顶端与超声变幅杆（2）连接的连接部（4）以及十字型滚压部（21），十字型滚压部（21）的底面的四个端部均转动固定有滚柱（6），四个滚柱（6）的轴线呈十字型布置，十字型滚压部（21）的中部与连接部（4）垂直固定连接；

激光处理组件包括控制器（7）、第一脉冲激光发生器（22）、第二脉冲激光发生器（23）、光电传感器（9）、反射镜片（10）、激光分束器（14）、第一激光匀化器（24）、第二激光匀化器（25）、第三激光匀化器（28）以及光学部件支撑架（12），光学部件支撑架（12）固定于刀座且位于超声滚压组件的靠近待加工表面（16）的一侧，反射镜片（10）、激光分束器（14）、第一激光匀化器（24）由上而下依次固定于光学部件支撑架（12），第二激光匀化器（25）、第三激光匀化器（28）均固定于光学部件支撑架（12）且均位于第一激光匀化器（24）的下部，第二激光匀化器（25）、第三激光匀化器（28）布置于同一水平线，第一激光匀化器（24）与滚压刀中心的径向距离大于激光分束器（14）与滚压刀中心的径向距离，第一脉冲激光发生器（22）和第二脉冲激光发生器（23）均固定于机床内，当十字型滚压部（21）的其中两个相对的端部旋转至沿工件（15）进给方向布置时，该十字型滚压部（21）的其中两个相对的端部中的靠近工件（15）的待加工表面（16）的一端部所对应的滚压区域为第一滚压区域，十字型滚压部（21）的靠近工件（15）的待加工表面（16）一侧的两个相邻端部之间的滚压区域有两个且其分别为第二滚压区域和第三滚压区域，光电传感器（9）固定于机床且用于检测滚压刀的旋转位置并将其位置信息传输至控制器（7），当十字型滚压部（21）完全脱离第一滚压区域且其中两个端部位于第二滚压区域和第三滚压区域时，控制器（7）控制第一脉冲激光发射器发射第一脉冲激光光束并将第一脉冲激光光束发射至反射镜，反射镜将第一脉冲激光光束反射至第一激光匀化器（24），第一激光匀化器（24）将第一脉冲激光光束转变成与第一滚压区域相适配的第一近扇环形光斑（18），第一近扇环形光斑（18）位于第一滚压区域内，当十字型滚压部（21）旋转至完全脱离第二滚压区域和第三滚压区域且其中一个端部位于第一滚压区域时，控制器（7）控制第二脉冲激光发射器发射第二脉冲激光光束并将第二脉冲激光光束发射至反射镜，反射镜将第二脉冲激光光束反射至激光分束器（14），激光分束器（14）将第二脉冲激光光束分为两束脉冲激光光束，两束脉冲激光光束分别进入第二激光匀化器（25）和第三激光匀化器（28），第二激光匀化器（25）和第三激光匀化器（28）将两束脉冲激光光束分别转变成与第二滚压区域、第三滚压区域相适配的第二近扇环形光斑（19）和第三近扇环形光斑（20），第二近扇环形光斑（19）和第三近扇环形光斑（20）分别位于第二滚压区域和第三滚压区域内，第一近扇环形光斑（18）、第二近扇环形光斑（19）、第三近扇环形光斑（20）相邻但不重合，第一近扇环形光斑（18）、第二近扇环形光斑（19）、第三近扇环形光斑（20）的外边缘同心，第一近扇环形光斑（18）、第二近扇环形光斑（19）、第三近扇环形光斑（20）的内边缘同心。

5.根据权利要求4所述的一种激光辅助超声滚压加工平面工件的装置，其特征在于，第二近扇环形光斑（19）、第一近扇环形光斑（18）、第三近扇环形光斑（20）的内边缘和外边缘之间的工件进给方向的距离均处处相等且第二近扇环形光斑（19）、第一近扇环形光斑（18）、第三近扇环形光斑（20）的两端的封闭线的方向均沿工件进给方向布置。