CN205200807U - 激光刻痕实验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光刻痕实验设备，包括从前向后依次布置的开卷机、工作台及收卷机，开卷机上设置有张力传感器控制屏；工作台上部从前向后依次设置有第一夹送辊、导料支架、第一张紧辊、第二夹送辊、振镜扫描系统、第三夹送辊、张力传感器、第二张紧辊及第四夹送辊；工作台下部前侧设置有计算机控制系统，工作台下部后侧设置有电气控制柜。本实用新型是一种将振镜扫描系统、计算机、自动控制、传动机械技术集成一体的新型激光刻痕实验设备，可以实现硅钢片单片刻痕和连续刻痕，并可选择多种刻痕方式，对生产有很好的指导意义，并大幅降低现场工艺试验成本。

Description

激光刻痕实验设备

技术领域

本实用新型涉及取向硅钢生产技术领域,具体地指一种激光刻痕实验设备。

背景技术

激光刻痕技术是降低取向硅钢铁损最直接有效的技术，国内外对激光刻痕工艺进行了大量的研究，如CN201010562949.2公开了一种采用激光束在高温退火后的取向硅钢片表面上刻划出若干条平行布置的线状或点线状沟槽，通过控制线间距、激光功率、激光束直径等参数在一定范围内来降低铁损的方法；德国B.Weidenfeller等使用Nd:Yag激光器进行刻痕实验，激光单脉冲能量密度在9.7-11.8kW/cm2之间调节，刻痕间距为5-10mm，刻痕角度为4°-10°，刻痕深度3.5-19μm，表明用Nd:Yag激光器进行刻痕，在连续模式下，对涂层的烧损程度较轻，不需后续弥补工作；WO2004JP02866采用激光束模式TEM00，连续波激光器发出的激光束，其振动波长λ范围为1.07-2.10mum，扫描方向为钢板的轧向，轧向聚焦照射激光束直径d[mm]，激光扫描的线速度V[mm/s]，激光平均输入功率P[W],闭合磁畴宽度W1[mm]，间距P1[mm]，这些参数需满足0＜d≤0.20、0.001≤P/V≤0.012、0＜W1≤0.20、1.5≤P1≤11.0；US20020979753公开了一种通过激光处理来控制取向电工钢磁性的方法，通过优化调整激光处理的一些基本参数，如发射能量、刻痕间距、扫描速度和处理时间，从而改善磁性能，获得好的磁感和铁损值。这些方法主要是关于激光刻痕工艺，如采用激光器的类型、激光光斑直径、刻痕线间距、激光功率等参数的范围或相互关系，通过合适的工艺达到降低铁损的目的，而关于激光刻痕设备报道较少。

CN93102117.0公开了降低硅钢片铁损的激光处理方法及装置，其装置由激光器，控制部分，光路系统及移动工作台组成，脉冲激光器脉冲能量0-20mJ，脉宽200-750ns，激光器功率10-50W，扫描速度50-500mm/s，调整激光能量，功率，脉宽，扫描速度等参数，实现对取向度硅钢片既稳定降低铁损5％，而又不发生表面涂层破坏和弯曲变形。该装置只能进行单片的静态刻痕试验，不能进行模拟生产的动态小卷实验；CN201120299009.9公开了一种ST机组激光刻痕除尘系统通过缩短抽风罩与激光加工窗口的距离、加大抽风罩的出风量、增加除尘器、除尘总管的分段式连接等方式的改造，改善了ST机组激光刻痕除尘系统的除尘效果，缩短了ST机组的维护时间，并且产品质量都有所改善。该专利主要涉及生产中除尘设备的改进。

而激光刻痕工艺的研究开发需要有相关的试验设备既能进行静态的工艺研究、又能进行动态的能模拟生产的连续刻痕试验；对于生产上已有的刻痕系统，在大生产中采用激光刻痕加工前，必须有合理的工艺参数。新材料(高磁感硅钢)先在激光刻痕试验设备上进行刻痕实验，以确定刻痕方向(与材料取向的夹角)、间距、刻痕深度(激光刻痕功率大小)、钢带张力等的最优工艺参数。如果在大生产中摸索工艺参数，将会造成生产材料及资源的巨大浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种设备精度高、速度快、性能稳定的激光刻痕实验设备。

为了实现以上目的，本实用新型提供的一种激光刻痕实验设备，包括从前向后依次布置的开卷机、工作台及收卷机，其特征在于：所述开卷机上设置有张力传感器控制屏；所述工作台上部从前向后依次设置有第一夹送辊、导料支架、第一张紧辊、第二夹送辊、振镜扫描系统、第三夹送辊、张力传感器、第二张紧辊及第四夹送辊；所述工作台下部前侧设置有计算机控制系统，所述工作台下部后侧设置有电气控制柜。

作为本实用新型的优选方案，所述振镜扫描系统与第三夹送辊之间设置有由刷辊和吸尘部件构成的除尘装置。

进一步地，所述开卷机为张力可控卷取开卷机。

本实用新型是一种将振镜扫描系统、计算机、自动控制、传动机械技术集成一体的新型激光刻痕实验设备，可以实现硅钢片单片刻痕和连续刻痕，并可选择多种刻痕方式，对生产有很好的指导意义，并大幅降低现场工艺试验成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：开卷机1、张力传感器控制屏2、第一夹送辊3、导料支架4、第一张紧辊5、第二夹送辊6、振镜扫描系统7、工作台8、除尘装置9、第三夹送辊10、张力传感器11、第二张紧辊12及第四夹送辊13、收卷机14、计算机控制系统15、电气控制柜16。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：如图1所示的一种激光刻痕实验设备，包括从前向后依次布置的开卷机1、工作台8及收卷机14，开卷机1选用张力可控卷取开卷机，可实现连续刻痕，该张力可控卷取开卷机包括：开卷机机架、张力辊、支撑辊、卷取机机架及相应的控制系统组成，可实现张力、速度、急停等控制。本实施例在开卷机1上还设置有张力传感器控制屏2，可在张力传感器控制屏2操作面板上输入刻痕技术参数，实现自动刻痕；并可选择对钢卷表面进行连续式或间歇式两种方式进行激光划线，实现了无接触式加工，无噪音功能。

本实施例的工作台8上部从前向后依次设置有第一夹送辊3、导料支架4、第一张紧辊5、第二夹送辊6、振镜扫描系统7、由刷辊和吸尘部件构成的除尘装置9、第三夹送辊10、张力传感器11、第二张紧辊12及第四夹送辊13；开卷机1放卷后，钢带依次通过第一夹送辊3、导料支架4、第一张紧辊5、第二夹送辊6，进入刻痕工序，通过振镜扫描系统7对钢带进行刻痕；刻痕完毕后，钢带通过除尘装置9进行清理，去除刻痕过程中产生的浮灰，随后依次通过第三夹送辊10、张力传感器11、第二张紧辊12及第四夹送辊13，并被收卷机14收卷。本实施例在工作台8下部前侧设置有计算机控制系统15，工作台8下部后侧设置有电气控制柜16，以对刻痕工序进行控制。本实施例可实现现场激光刻痕机组的所有功能、可以模拟现场的连续刻痕，同时又能进行单片刻痕，该套设备结构紧凑、占地面积小。

本实施例的钢带刻痕时，由专用直流电源向激光器供电，激光束经准直和防反射组件后入射到振镜扫描系统，计算机控制X轴和Y轴电机带动振镜转动，激光束经场镜聚焦系统聚焦后作用在工作台8上，工作台8上可以放置单片样品，如果需要成卷刻痕，钢带经过放卷机1、穿过工作台8，由收卷机14收卷，放卷机1和收卷机14分别配置张力传感器控制卷取和放卷张力。

本实施例的振镜扫描系统7，其激光器采用扫描法刻痕，即将激光束入射到两反射镜上，利用计算机控制扫描电机带动反射镜分别沿X、Y轴转动，激光束聚焦后落到被刻痕的试样上，从而形成了激光刻痕线条。振镜扫描系统是由光学扫描器和伺服控制二部分组成。整个系统采用新技术、新材料、新工艺、新工作原理设计和制造。光学扫描器采用动磁式和动圈式偏转工作方式的伺服电机。具有扫描角度大、峰值力矩大、负载惯量大、机电时间常数小、工作速度快、稳定可靠等优点。精密轴承消隙机构提供了超低轴向和径向跳动误差；“电子扭力棒”取代传统弹性材料扭力棒，大大提高了使用寿命和长期工作的可靠性；任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗，又减少了器件的发热效应，省却了恒温装置；先进的高稳定性精密位置检测传感技术提供高线性度、高分辨率、高重复性、低漂移的性能。光学扫描器分为X方向扫描系统和Y方向扫描系统，每个伺服电机轴上固定着激光反射镜片。每个伺服电机分别由计算机控制系统15发出指令控制其扫描轨迹。

本实施例是一种将振镜扫描系统、计算机、自动控制、传动机械技术集成一体的新型激光刻痕实验设备，可以实现硅钢片单片刻痕和连续刻痕，并可选择多种刻痕方式，对生产有很好的指导意义，并大幅降低现场工艺试验成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种激光刻痕实验设备，包括从前向后依次布置的开卷机(1)、工作台(8)及收卷机(14)，其特征在于：所述开卷机(1)上设置有张力传感器控制屏(2)；所述工作台(8)上部从前向后依次设置有第一夹送辊(3)、导料支架(4)、第一张紧辊(5)、第二夹送辊(6)、振镜扫描系统(7)、第三夹送辊(10)、张力传感器(11)、第二张紧辊(12)及第四夹送辊(13)；所述工作台(8)下部前侧设置有计算机控制系统(15)，所述工作台(8)下部后侧设置有电气控制柜(16)。

2.根据权利要求1所述的激光刻痕实验设备，其特征在于：所述振镜扫描系统(7)与第三夹送辊(10)之间设置有由刷辊和吸尘部件构成的除尘装置(9)。

3.根据权利要求1所述的激光刻痕实验设备，其特征在于：所述开卷机(1)为张力可控卷取开卷机。