1 鋼鐵研究總院，北京 100086 2 陽江市五金刀剪產業技術研究院，陽江 529500
摘要：利用光纖激光的優點，集成開發了新一代的光纖激光機器人毛化系統，系統以光纖激光器為載體，協同機器人及其它設備來完成軋輥毛化作業。與傳統的CO2激光毛化相比具有顯著優勢，如系統采用普通機床代替磨床實現毛化功能，是一項開創性的工作，意味著節約大量的設備費用，并大幅度提高生產效率；系統對軋輥旋轉時的軸向跳動容忍度大，毛化速度大幅度提高；可實現毛化點形貌的任意設計以及毛化點的有序、無序排列；毛化成本大幅度降低，沒有三廢，是一種綠色制造技術。
關鍵詞：光纖激光；毛化；機器人；無序；綠色制造
0 前言
為了改善冷軋薄鋼板的板型、深沖性、延伸率和涂鍍性能，在冷軋工藝中，要求對工作輥的表面進行毛化處理。軋輥毛化技術和設備的發展經歷了以下幾個階段[1-4]：第一個階段是20世紀60、70年代的噴丸毛化，使用硬質砂丸高速噴向輥面實現毛化；第二個階段是20世紀70、80年代的電火花毛化，使用多頭電極對輥面實行毛化；第三個階段是20世紀90年代的激光毛化，采用高能量密度高重復頻率的脈沖激光對軋輥進行毛化，激光器采用的是CO2激光器[5]和YAG激光器[6]，存在明顯不足，如：YAG激光泵浦光的轉換效率低、晶體熱效應嚴重；設備穩定性差，不能適應規模化生產的要求。CO2激光毛化設備體積龐大，自動定位系統復雜，價格昂貴，對機床的精度要求高；氣體消耗量大，易出現因氣壓不足迫使毛化中斷，造成廢品率升高；激光毛化設備的斬光盤需經常更換；CO2激光的波長較長，吸收率低[7-9]。本文利用光纖激光器的優點，集成開發了新一代光纖激光機器人毛化系統，系統以光纖激光器為載體，協同機器人及其它設備來完成軋輥毛化作業。
1 系統的組成及工作原理
光纖激光機器人毛化系統由光纖激光器、機器人、射出頭、控制系統、毛化機床、側吹系統、外圍設備等組成。如圖1、2示。
圖1 光纖激光機器人毛化系統
圖2 光纖激光機器人毛化系統結構
1.1 光纖激光器
光纖激光機器人毛化系統采用的是YLS－2000 光纖激光器。激光波長1.06μm，軋輥表面對光纖激光的吸收率比對CO2 激光的高一個量級，降低了對激光器的輸出功率的要求，無需對輥面作提高吸收率的涂層處理，可以更好的保證小微坑直徑和毛化速度。光纖激光器還具有光束質量高、可靠性強、光電轉換效率高、維護成本低、結構緊湊、體積小、可移動、更耐久，毛化設備冷卻要求較低 [10－12]等優點。
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