[发明专利]拉刀刀齿跨尺度表面形貌智能制备方法与装置

摘要

本发明公开了拉刀刀齿跨尺度表面形貌智能制备方法与装置。在拉刀刀齿表面快速制备复杂跨尺度表面微观形貌不易实现。本发明通过夹持装置气缸对顶夹持拉刀；通过三自由度伺服驱动平台有效微调拉刀刀齿进行自动定位用于激光的实时对焦与准确扫描；通过光纤打标机对拉刀后刀面进行微型织构的设计与开设；通过扫描反馈装置实时监测对已加工完成的刀齿表面形貌精度进行检测和评估并进行反馈；通过刀齿表面清洗装置对已加工表面形貌进行清洗。本发明提高了拉刀表面开设跨尺度表面形貌的精度，提高了刀具的可靠性和寿命。

主权项

1.拉刀刀齿跨尺度表面形貌智能制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、将待加工拉刀平放至夹持装置，通过夹持装置夹持拉刀；夹持装置由三自由度伺服驱动平台驱动；步骤二、在光纤打标机中绘制所需打标形貌的三维图形，从而确定光纤打标机的激光扫描打标区域和刀齿不同深度层下打标形貌所需的激光打标参数；激光打标参数包括功率、扫描速度和扫描次数；步骤三、启动三自由度伺服驱动平台，三自由度伺服驱动平台带动拉刀将第一个待加工刀齿的欲打标区域移动至与光纤打标机的激光扫描打标区域重叠，使拉刀处于预打标状态；步骤四、启动光纤打标机，进行激光对焦，采用激光扫描打标的方法，在拉刀刀齿表面欲打标区域扫描出预定的打标形貌；步骤五、激光扫描打标过程中，扫描反馈装置的监测反馈结果输入光纤打标机的通信控制卡，通信控制卡将已加工完成的刀齿表面形貌与光纤打标机绘制的打标形貌进行评估对比，确定刀齿表面形貌的精度，若精度不达标，将反馈信号输入到三自由度伺服驱动平台的多轴伺服控制卡，多轴伺服控制卡控制三自由度伺服驱动平台进行x、y、z三个方向的微调，对拉刀刀齿进行自动定位，使刀齿始终处于最佳打标状态；最佳打标状态为拉刀欲打标区域与激光扫描打标区域重叠，且激光光束对焦在拉刀欲打标区域表面的状态；多轴伺服控制卡每隔10s控制刀齿表面清洗装置中清洗电机的电机轴转动及喷嘴喷水，对打标完成的刀齿表面形貌进行清洗；扫描反馈装置包括表面形貌扫描仪和图像采集卡；表面形貌扫描仪的摄像头将采集的拉刀刀齿表面三维形貌信息传给图像采集卡，图像采集卡对拉刀刀齿表面三维形貌进行识别和尺寸检测后将刀齿表面三维形貌输入光纤打标机的通信控制卡；步骤六、拉刀所有刀齿表面三维形貌制备完毕，关闭光纤打标机，三自由度伺服驱动平台带动拉刀复位；步骤二中，在光纤打标机打标程序中绘制的打标形貌三维图形有两种形式：拉刀刀齿表面形貌为亚毫米和毫米级尺度时，打标形貌三维图形被分解成包含多层二维边界的多个三维体；拉刀刀齿表面形貌为微米和纳米级尺度时，打标形貌三维图形不进行分解，即只有一个三维体。