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诸多毛化技术及设备不仅应用到了钢铁、冶金的精密带钢、冷轧薄板、镀锌板、镀锡板、不锈钢板带上,在冷轧辊表面强化领域也有所应用。但是,大多数毛化技术都存在着毛化效率低、噪音大、功耗大、粗糙度不可控以及设备体积庞大、环境污染严重等问题。
本课题将基于YAG 激光的输入输出单元与数控系统相结合,采用Q 调制技术来实现毛化加工可以克服以上缺点。其特点是利用PC 机对工艺参数进行集中调节,使得加工粗糙度均匀、可控。
本文首先对轧辊激光毛化系统结构做了详细的研究,并给出激光毛化系统的加工要求,毛化点密度控制在2 4 4~6 6 / dot mm ′′,毛化点直径控制在80~300 m m m m。并分别推导出轧辊转速和工作台移动速度与轧辊直径、激光脉冲频率的关系式,根据加工要求对系统各部分结构做了改造和设计。
分析并确定激光电源和Q 驱动器的控制方式为串行通讯方式。根据加工要求分析并确定轧辊转速控制方式与工作台移动控制方式,确定了轧辊与工作台双轴驱动源与驱动卡,对工作台移动精度进行了验证性计算,搭建实验设备。
对YAG激光毛化处理系统进行软件开发,开发语言为VC和LabVIEW。分别分析激光电源和Q 开关驱动器外控接口串行通讯协议以及命令字,采用计算机DBF-25 针并口来模拟数据的串行通讯。采用四轴联动控制卡GT-400-SV-PCI的二次开发控制轧辊与工作台转速,并推导激光脉冲频率、轧辊直径、毛化点间距与双轴控制值的关系式,实现激光相关参数与双轴的联合控制。
根据加工要求验证YAG 激光毛化处理系统加工的冷轧辊表面粗糙度的均匀性与可控性,并分析Q 调制相关工艺参数对毛化点直径的影响。