專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種刻痕裝置，尤其涉及一種聚焦刻痕裝置。
背景技術(shù)：
激光刻痕是一種通過(guò)減小取向硅鋼主疇寬度來(lái)降低其渦流損耗的方法，它是利用激光束的熱量在鋼板的表面下產(chǎn)生一彈性-塑性形變區(qū)域，通過(guò)在彈塑性形變區(qū)產(chǎn)生的壓應(yīng)力和刻痕間的張應(yīng)力來(lái)減小取向硅鋼主疇寬度，從而達(dá)到降低其渦流損耗的目的。現(xiàn)有的單激光頭進(jìn)行刻痕裝置，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。(I)在保證刻痕效果時(shí)，受掃描速度、掃描幅寬、掃描間距和刻痕間距等參數(shù)之 間的相互影響，機(jī)組生產(chǎn)速度一般只能維持在50-60m/min左右，與非激光刻痕生產(chǎn)時(shí)的200m/min甚至更高的生產(chǎn)速度相比，生產(chǎn)效率很低。(2)由于刻痕設(shè)備的光路系統(tǒng)多米用鏡面?zhèn)鬏?鏡面掃描一次刻出一條刻痕線(xiàn),刻痕速度的提升會(huì)造成鏡面反復(fù)切換，從而造成刻痕鋼板表面效果的不穩(wěn)定，影響了產(chǎn)品縱向、橫向磁性能的均勻性。公開(kāi)號(hào)為CN101209514,
公開(kāi)日為2008年7月2日，名稱(chēng)為“一種基于振鏡陣列的激光在線(xiàn)高速刻痕裝置”的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種技術(shù)方案，其采用了振鏡陣列，從而能有效地提高激光刻痕速度，具有適應(yīng)性強(qiáng)、刻痕速度快、掃描幅面寬、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，但是其生產(chǎn)速度由于受到掃描幅寬(全板面)的影響，在保證刻痕效果的前提下，最大速度受到限制。公開(kāi)號(hào)為CN1076492A，
公開(kāi)日為1993年9月22日，名稱(chēng)為“一種降低硅鋼片鐵損的激光處理方法及裝置”的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)也公開(kāi)了一種刻痕裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但鐵損改善率僅在5%左右，改善效率低，且沒(méi)有考慮機(jī)組的加工速度。公開(kāi)號(hào)為CN101348853，
公開(kāi)日為2009年I月21日，名稱(chēng)為“一種降低普通取向電工鋼鐵損的方法”的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種刻痕方法，該方法需要破壞鋼板表面涂層，刻痕后需重新涂層，因此操作不方便。公開(kāi)號(hào)為CN1244597，
公開(kāi)日為2000年2月16日，名稱(chēng)為“激光處理取向硅鋼表面的方法”的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了激光處理取向硅鋼表面的方法，該方法通過(guò)激光局域合金化處理優(yōu)化磁疇分布降低鐵損，使產(chǎn)品具有良好的高溫穩(wěn)定性和優(yōu)越的時(shí)效性能，然而該工藝需要先剝離絕緣涂層，刻痕處理后又需重新涂層，工藝復(fù)雜。多級(jí)聚焦連續(xù)刻痕的生產(chǎn)裝置，與上述技術(shù)相比，可以在保證產(chǎn)品性能的前提下大幅提高生產(chǎn)效率，以此克服激光刻痕生產(chǎn)速度慢的問(wèn)題，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的效果。而且，還可以減少鏡面系統(tǒng)切換的次數(shù)，提高設(shè)備的穩(wěn)定性及刻痕效果的穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，該裝置需要在保證穩(wěn)定的刻痕效果的前提下提高機(jī)組的生產(chǎn)速度。[0012]根據(jù)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提出了一種多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，對(duì)一待刻痕物件的表面進(jìn)行刻痕，該多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置包括一用于發(fā)射激光束的激光源；一聚焦鏡陣列，其包括N塊在厚度方向上依次疊放的聚焦鏡，所述各聚焦鏡鄰近激光源的側(cè)面均為一傾斜的聚焦反射面，所述激光源發(fā)射的激光束照射在聚焦反射面上并由該聚焦反射面反射到待刻痕物件上，所述各聚焦鏡在激光束入射的方向上從上往下依次縮進(jìn)相等的距離；一驅(qū)動(dòng)裝置，其與所述聚焦鏡陣列連接，驅(qū)動(dòng)各聚焦鏡在激光束入射的方向上發(fā)生相對(duì)移動(dòng)并使得相對(duì)移動(dòng)后的各聚焦鏡之間的縮進(jìn)距離依然相等。本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置通過(guò)設(shè)置聚焦鏡陣列，減少了鏡面的切換。在刻痕時(shí)，激光源發(fā)射的激光束照射到各聚焦鏡上，聚焦鏡再將激光束聚焦反射到被刻痕物件的表面上，由于各聚焦鏡在激光束入射的方向上從上往下依次縮進(jìn)相等的距離，故刻痕的間距就是相等的，保證了刻痕效果的均勻性。當(dāng)需要針對(duì)不同的情況調(diào)節(jié)刻痕間距時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)各聚焦鏡發(fā)生相對(duì)移動(dòng)同時(shí)保證相對(duì)移動(dòng)后的各聚焦鏡之間的縮進(jìn)距離·依然相等，從而確保了經(jīng)過(guò)寬度調(diào)整的刻痕依然均勻。優(yōu)選地，在上述多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置中，所述聚焦鏡陣列的最上面一塊聚焦鏡的上方和所述聚焦鏡陣列的最下面一塊聚焦鏡的下方還分別設(shè)有一光束吸收器。光束吸收器可以將平行激光束中散射出的激光吸收掉，防止激光輻射到其他裝置上。所述光束吸收器具有一開(kāi)口，所述開(kāi)口朝著激光束入射的方向；所述光束吸收器的內(nèi)部為一空腔，所述空腔的內(nèi)表面排布有多個(gè)多面棱鏡。在上述多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置中，所述聚焦鏡陣列的最上面一塊聚焦鏡固定設(shè)置，其余N-I塊聚焦鏡與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一可繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸；N-I個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，其沿驅(qū)動(dòng)軸的軸向方向依次固定設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上，所述各驅(qū)動(dòng)齒輪的半徑比例為1:2:3:……(N-I)；N-I個(gè)驅(qū)動(dòng)齒條，其分別與各驅(qū)動(dòng)齒輪對(duì)應(yīng)嚙合連接，所述各驅(qū)動(dòng)齒條還分別與所述N-I塊聚焦鏡對(duì)應(yīng)固定連接。驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)固定設(shè)于其上的驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，各驅(qū)動(dòng)齒輪具有相同的轉(zhuǎn)速，由于各驅(qū)動(dòng)齒輪的半徑比例為I : 2 : 3 :……(N-I)，故與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合的各驅(qū)動(dòng)齒條帶動(dòng)各聚焦鏡移動(dòng)的距離的比例就為I : 2 : 3 :……(N-I)，這使得移動(dòng)后的各聚焦鏡之間的縮進(jìn)距離依然相等，那么在被刻痕物件上刻下的刻痕之間的間距也相等，從而保證了刻痕的均勻性。本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置通過(guò)采用上述技術(shù)方案，可以在帶刻痕物件的表面同時(shí)劃刻多條線(xiàn)，較之原有刻痕裝置一次只劃刻一條線(xiàn)大大提高了刻痕的速度和效率，同時(shí)本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置還可以保證刻痕的均勻性。

圖I為本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置在一種實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為圖I所示的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置的側(cè)視圖。[0027]圖3為本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置在一種實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)軸的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖I所不的光路系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)軸與各驅(qū)動(dòng)齒輪的連接結(jié)構(gòu)不意圖。圖5為圖I所示的聚焦鏡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例中的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置如圖I和圖2所示四塊具有一定厚度的聚焦鏡依次在厚度方向上疊放，各聚焦鏡從上往下依次表示為1、2、3和4 ;激光源設(shè)置在聚焦鏡的一側(cè)發(fā)射激光束P ;各聚焦鏡鄰近激光源的側(cè)面為一傾斜的聚焦反射面，激光束P照射在 聚焦反射面上并由該聚焦反射面聚焦反射形成聚焦光束9，從而在帶鋼6上刻痕；聚焦鏡I、
2、3和4在激光束P入射的方向上從上往下依次縮進(jìn)相等的距離；在聚焦鏡I的上方和聚焦鏡4的下方分別設(shè)有一個(gè)光束吸收器5，用于吸收散射出的激光；驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7與驅(qū)動(dòng)軸8連接并驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸上固定設(shè)置有三個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，三個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪又分別與三個(gè)齒條嚙合，三個(gè)齒條對(duì)應(yīng)固定設(shè)置在聚焦鏡2、3和4上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聚焦鏡2、3和4的驅(qū)動(dòng)，聚焦鏡I固定設(shè)置。如圖3所示，本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7為雙向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其可以與兩套多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置的驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)圓齒輪10連接。在這種設(shè)置方式中，兩套多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，在刻痕時(shí)兩套多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置交替投入使用。如圖4所示，本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有三個(gè)不同半徑的一級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪11、二級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪12和三級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪13，一級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪11、二級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪12和三級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪13的半徑比為I : 2 : 3。此外驅(qū)動(dòng)軸8與圓齒輪10連接，通過(guò)圓齒輪與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7連接。本實(shí)施例中的聚焦鏡2、3和4的內(nèi)部為中空，從而便于安裝驅(qū)動(dòng)裝置。以聚焦鏡3為例，如圖5所示，聚焦鏡3中空，三級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪13以及與三級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪對(duì)應(yīng)嚙合的齒條14設(shè)于聚焦鏡3內(nèi)，其中齒條14與聚焦鏡3固定連接。激光束P經(jīng)過(guò)聚焦鏡1、2、3和4的聚焦形成四條線(xiàn)，這四條線(xiàn)間距相等，由于激光束的來(lái)源一致，因此在刻痕時(shí)，其聚焦后的光束質(zhì)量相同，保證了刻痕效果穩(wěn)定。在間距調(diào)節(jié)時(shí)，聚焦鏡I固定保持原位，作為其他三塊聚焦鏡2、3和4的基準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，固定設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸8上的一級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪U、二級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪12和三級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪13同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于一級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪11、二級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪12和三級(jí)驅(qū)動(dòng)齒輪13的半徑比例固定，為I : 2 3，因此在調(diào)節(jié)間距時(shí)，當(dāng)聚焦鏡2行進(jìn)Imm時(shí)，聚焦鏡3行進(jìn)2mm，聚焦鏡4行進(jìn)3mm，調(diào)整結(jié)束后，每相鄰兩個(gè)聚焦鏡在激光束入射方向上的距離差(即兩相鄰聚焦鏡之間的縮進(jìn)距離)始終相等，這就確保了刻痕間距相等，并且這種間距調(diào)節(jié)方式不會(huì)限制機(jī)組的速度，間距調(diào)節(jié)獨(dú)立于機(jī)組生產(chǎn)速度，不會(huì)與機(jī)組生產(chǎn)速度相干涉。采用本實(shí)施中的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，當(dāng)激光束P照射到聚焦鏡上，一次聚焦形成4條聚焦光束，同時(shí)刻在帶鋼6的表面，保證了刻痕效果的一致性，也提高了機(jī)組速度，其可將機(jī)組速度從原來(lái)的60m/min左右提高到現(xiàn)在的140m/min左右。要注意的是，以上列舉的僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，顯然本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，隨之有著許多 的類(lèi)似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，對(duì)一待刻痕物件的表面進(jìn)行刻痕，其特征在于，所述多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置包括 一用于發(fā)射激光束的激光源； 一聚焦鏡陣列，其包括N塊在厚度方向上依次疊放的聚焦鏡，所述各聚焦鏡鄰近激光源的側(cè)面均為一傾斜的聚焦反射面，所述激光源發(fā)射的激光束照射在聚焦反射面上并由該聚焦反射面反射到待刻痕物件上，所述各聚焦鏡在激光束入射的方向上從上往下依次縮進(jìn)相等的距離； 一驅(qū)動(dòng)裝置，其與所述聚焦鏡陣列連接，驅(qū)動(dòng)各聚焦鏡在激光束入射的方向上發(fā)生相對(duì)移動(dòng)并使得相對(duì)移動(dòng)后的各聚焦鏡之間的縮進(jìn)距離依然相等。
2.如權(quán)利要求I所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，其特征在于，所述聚焦鏡陣列的最上面一塊聚焦鏡的上方和所述聚焦鏡陣列的最下面一塊聚焦鏡的下方還分別設(shè)有一光束吸收器。
3.如權(quán)利要求I或2所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，其特征在于，所述聚焦鏡陣列的最上面一塊聚焦鏡固定設(shè)置，其余N-I塊聚焦鏡與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括 一可繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸； N-I個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪，其沿驅(qū)動(dòng)軸的軸向方向依次固定設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上，所述各驅(qū)動(dòng)齒輪的半徑比例為1:2:3:……(N-I)； N-I個(gè)驅(qū)動(dòng)齒條，其分別與各驅(qū)動(dòng)齒輪對(duì)應(yīng)嚙合連接，所述各驅(qū)動(dòng)齒條還分別與所述N-I塊聚焦鏡對(duì)應(yīng)固定連接。
4.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，其特征在于，所述光束吸收器具有一開(kāi)口，所述開(kāi)口朝著激光束入射的方向；所述光束吸收器的內(nèi)部為一空腔，所述空腔的內(nèi)表面排布有多個(gè)多面棱鏡。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置，其包括一激光源；一聚焦鏡陣列，其包括N塊在厚度方向上依次疊放的聚焦鏡，所述各聚焦鏡鄰近激光源的側(cè)面均為一傾斜的聚焦反射面，所述激光源發(fā)射的激光束照射在聚焦反射面上并由該聚焦反射面反射到待刻痕物件上，所述各聚焦鏡在激光束入射的方向上從上往下依次縮進(jìn)相等的距離；一驅(qū)動(dòng)裝置，其與所述聚焦鏡陣列連接，驅(qū)動(dòng)各聚焦鏡在激光束入射的方向上發(fā)生相對(duì)移動(dòng)并使得相對(duì)移動(dòng)后的各聚焦鏡之間的縮進(jìn)距離依然相等。本實(shí)用新型所述的多級(jí)聚焦鏡刻痕裝置在保證了刻痕均勻性的同時(shí)大大提高了機(jī)組的生產(chǎn)速度。
文檔編號(hào)C21D8/12GK202482373SQ201220007270
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者盧紀(jì)平, 向邦林, 姜全力, 邢國(guó)峰, 郭萬(wàn)青 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司