阅读说明：本技术 一种工件渗氮层去除装置及其系统 (Workpiece nitriding layer removing device and system thereof ) 是由 王建忠 曹文辉 曹明辉 唐景龙 陈根余 陈焱 高云峰 于 2019-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及激光加工领域,具体涉及一种工件渗氮层去除装置及其系统。所述工件渗氮层去除装置包括工件定位机构,用于对工件进行定位；旋转驱动机构,与工件定位机构连接；以及激光发射机构,用于发射激光烧蚀去除工件表面的渗氮层；其中,在激光发射机构发射激光烧蚀去除渗氮层的过程中,所述旋转驱动机构配合去除渗氮层的进度带动工件定位机构旋转,以带动工件旋转。本发明通过激光烧蚀将工件表面的渗氮层去除,结构简单,通用性好,自动化程度高,大大提高加工效率,且处理方式对环境友好,同时减少对操作人员的不利影响。(The invention relates to the field of laser processing, in particular to a device and a system for removing a nitriding layer of a workpiece. The workpiece nitriding layer removing device comprises a workpiece positioning mechanism used for positioning a workpiece; the rotary driving mechanism is connected with the workpiece positioning mechanism; the laser emission mechanism is used for emitting laser to ablate and remove the nitriding layer on the surface of the workpiece; wherein, in the process of removing the nitriding layer by laser ablation emitted by the laser emitting mechanism, the progress of removing the nitriding layer is matched with the rotary driving mechanism to drive the workpiece positioning mechanism to rotate so as to drive the workpiece to rotate. The laser ablation method for removing the nitriding layer on the surface of the workpiece has the advantages of removing the nitriding layer on the surface of the workpiece through laser ablation, being simple in structure, good in universality and high in automation degree, greatly improving the machining efficiency, being environment-friendly in treatment mode, and reducing adverse effects on operators.)

一种工件渗氮层去除装置及其系统

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种工件渗氮层去除装置及其系统。

背景技术

在工业生产中，有些工件的表面附有渗氮层，工件表面渗氮层不经过处理直接用于焊接时，在焊接过程中，工件焊缝会出现大量的气孔，影响焊缝的强度和焊接的美观性，工件的焊接加工效果差。

传统方案中，采用化学涂层处理方法去除工件表面的渗氮层。但是，化学涂层处理方法会产生环境污染，以及对操作人员会产生不利影响，且满足不了现代工业和生活对高效率自动化的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种工件渗氮层去除装置及其系统，克服现有去除工件表面渗氮层的方案会产生环境污染，对操作人员会产生不利影响，且满足不了现代工业和生活对高效率自动化的需求的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种工件渗氮层去除装置，包括：

工件定位机构，用于对工件进行定位；

旋转驱动机构，与工件定位机构连接；以及

激光发射机构，用于发射激光烧蚀去除工件表面的渗氮层；其中，

在激光发射机构发射激光烧蚀去除渗氮层的过程中，所述旋转驱动机构配合去除渗氮层的进度带动工件定位机构旋转，以带动工件旋转。

本发明的更进一步优选方案是：所述工件定位机构包括与旋转驱动机构连接用于放置工件的定位座，设于定位座上用于定位工件的定位组件，以及至少一设于定位座四周用于压紧工件的压紧组件，所述压紧组件将工件压紧定位于定位座上。

本发明的更进一步优选方案是：所述压紧组件包括压紧滚动件，以及压紧驱动部，所述压紧驱动部带动压紧滚动件将工件压紧定位于定位座上。

本发明的更进一步优选方案是：所述压紧滚动件为可旋转的压紧轮，所述压紧轮在旋转驱动机构带动工件旋转的过程中旋转且其旋转周面保持与工件的上表面抵靠，将工件压紧定位于定位座上。

本发明的更进一步优选方案是：所述工件设有中心通孔，所述定位组件包括设于定位座上穿过中心通孔对工件进行定位的定位轴，以及与工件的下表面抵靠的定位销。

本发明的更进一步优选方案是：所述工件渗氮层去除装置还包括用于检测工件已放置至定位座的第一检测机构。

本发明的更进一步优选方案是：所述工件渗氮层去除装置还包括用于检测定位座旋转一周的第二检测机构。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光发射机构包括激光器，以及与激光器连接将激光器发射的激光准直聚焦后输出的激光头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种工件渗氮层去除系统，包括上述所述的工件渗氮层去除装置，以及带动工件渗氮层去除装置的激光发射机构移动的机械手。

本发明的更进一步优选方案是：所述工件渗氮层去除系统还包括用于控制激光发射机构发射激光的控制器。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，通过设置工件定位机构，旋转驱动机构和激光发射机构，工件定位机构对工件进行定位，在激光发射机构发射激光烧蚀去除工件表面的渗氮层的过程中，旋转驱动机构配合去除渗氮层的进度带动工件定位机构旋转，以带动工件旋转，旋转驱动机构配合激光发射机构完成对工件表面的激光烧蚀动作，激光连续作用于工件表面的渗氮层，从而实现通过激光烧蚀将工件表面的渗氮层去除，结构简单，通用性好，自动化程度高，大大提高加工效率，且处理方式对环境友好，同时减少对操作人员的不利影响。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的工件渗氮层去除系统的立体结构示意图；

图2是本发明的工件定位机构的立体结构示意图；

图3是本发明的旋转驱动机构的立体结构示意图；

图4是工件的平面结构示意图；

图5是图4的A-A向的剖视示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明提供一种工件渗氮层去除装置的优选实施例。

一种工件渗氮层去除装置，包括工件定位机构10，用于对工件200进行定位；旋转驱动机构20，与工件定位机构10连接；以及激光发射机构30，用于发射激光烧蚀去除工件200表面的渗氮层；其中，在激光发射机构30发射激光烧蚀去除渗氮层的过程中，所述旋转驱动机构20配合去除渗氮层的进度带动工件定位机构10旋转，以带动工件200旋转。

通过设置工件定位机构10对工件200进行定位，在激光发射机构30发射激光烧蚀去除渗氮层的过程中，旋转驱动机构20配合去除渗氮层的进度带动工件定位机构10旋转，以带动工件200旋转，旋转驱动机构20配合激光发射机构30完成对工件200表面的激光烧蚀动作，激光连续作用于工件200表面的渗氮层，从而实现通过激光烧蚀将工件200表面的渗氮层去除，结构简单，通用性好，自动化程度高，大大提高加工效率，且处理方式对环境友好，同时减少对操作人员的不利影响。

如图2所示，本发明提供一种工件定位机构10的较佳实施例。

所述工件定位机构10包括用于放置工件200的定位座11，设于定位座11上用于定位工件200的定位组件12，以及至少一设于定位座11四周用于压紧工件200的压紧组件13，所述压紧组件13将工件200压紧定位于定位座11上。操作人员将工件200放置于定位座11上，定位组件12对放置于定位座11上的工件200进行初步定位，在旋转驱动机构20带动定位座11旋转，带动工件200旋转的过程中，设于定位座11四周的至少一压紧组件13将工件200压紧定位于定位座11上，使得工件不易脱离定位座11。压紧组件13的数量可以是一个，两个，或两个以上，优选地，本实施例中，在定位座11的四周分布设置四个压紧组件13，四个压紧组件13配合将工件200压紧定位于定位座11上，定位效果更好，提高激光烧蚀去除工件200渗氮层的加工精度。

其中，所述压紧组件13包括压紧滚动件131，以及压紧驱动部132，所述压紧驱动部132带动压紧滚动件131将工件200压紧定位于定位座11上。在旋转驱动机构20带动定位座11旋转，进而带动工件200旋转的过程中，压紧驱动部132带动压紧滚动件131将工件200压紧定位座11上，在工件200旋转的过程中对工件200进行定位，避免工件200脱离定位座11，提高激光烧蚀去除工件200渗氮层的加工精度。

具体地，所述压紧滚动件131为可旋转的压紧轮，所述压紧轮在旋转驱动机构20带动工件200旋转的过程中旋转且其旋转周面保持与工件200的上表面抵靠，将工件200压紧定位于定位座11上。其中，在旋转驱动机构20带动工件200旋转的过程中，压紧驱动部132带动压紧轮向下移动，使压紧轮的旋转周面始终保持与工件200的上表面抵靠，压紧轮在工件200旋转的过程中也沿着自身的旋转轴旋转，实现工件200在旋转激光烧蚀去除表面的渗氮层过程中的定位，且减少工件200与压紧轮的旋转周面的摩擦。

以及，所述压紧驱动部132可以是旋转压紧气缸，电机等驱动部件，本实施例中的压紧驱动部132优选为旋转压紧气缸，旋转压紧气缸的活动端与压紧滚动件131连接，旋转压紧气缸旋转下压，带动压紧滚动件131抵靠工件200，在工件200旋转过程中，将工件200压紧定位于定位座11上。

其中，工件200的示意图如图4和图5所示。图4是工件200的平面结构示意图，图5是图4的A-A向的剖视示意图。

进一步地，所述工件200设有中心通孔201，所述定位组件12包括设于定位座11上穿过中心通孔201对工件200进行定位的定位轴121，以及与工件200的下表面抵靠的定位销122。其中，定位轴121的直径与工件200的中心通孔201的直径配合，定位轴121穿过工件200的中心通孔201，定位销122与工件200的下表面抵靠，使工件200平稳放置于定位座11上，实现工件200的初步定位。

本实施例中，所述工件渗氮层去除装置还包括用于检测工件200已放置至定位座11的第一检测机构40。当第一检测机构40检测到有工件200已放置至定位座11后，将检测信号发送至外部控制器70，控制器70控制工件定位机构10中压紧驱动部132带动压紧轮向下移动，使其旋转周面与工件200的上表面抵靠。

进一步地，所述工件渗氮层去除装置还包括用于检测定位座11旋转一周的第二检测机构50。其中，定位座11上设置初始旋转位置，旋转驱动机构20配合去除渗氮层的进度带动定位座11旋转，定位座11由初始旋转位置开始旋转，旋转回到初始旋转位置，旋转一周，完成去除工件200表面的渗氮层。第二检测机构50检测到定位座11旋转一周，将检测信号发送至外部控制器70，控制器70控制工件定位机构10的压紧驱动部132带动压紧轮向上移动，松开工件200，并通知操作人员将完成渗氮层去除的工件200取离定位座11。

其中，第一检测机构40和第二检测机构50均可以采用红外传感器，或者触发开关等完成检测。

本实施例中，所述激光发射机构30包括激光器31，以及与激光器31连接将激光器31发射的激光准直聚焦后输出的激光头32。激光器31发射激光，激光经激光头32准直聚焦后输出，作用在工件200表面的渗氮层上，旋转驱动机构20带动工件200旋转，配合完成激光烧蚀动作，去除工件200表面的渗氮层。

如图3所示，本发明提供一种旋转驱动机构20的较佳实施例。

所述旋转驱动机构20包括安装座21，以及安装于安装座21上带动定位座11旋转的旋转驱动部22。其中，旋转驱动部22的旋转轴与定位座11连接带动定位座11旋转，进而带动工件200旋转，配合激光发射机构30完成激光烧蚀动作。以及，工件定位机构10的压紧组件13设置于安装座21上，压紧组件13的压紧驱动部132设置在安装座21上，在工件200旋转过程中，压紧驱动部132工作使得压紧轮的旋转周面始终保持与工件200的上表面抵靠，对工件200进行定位。

另外，所述第一检测机构40和第二检测机构50均安装于安装座21上。具体地，所述第一检测机构40设置于安装座21的上表面且与定位座11的位置相对应；第二检测机构50设于定位座11的下表面。

以及，所述旋转驱动部22包括伺服电机221，以及分别连接伺服电机221和定位座11的减速机222，且减速机222安装于安装座21上。

如图1所示，本发明提供一种工件渗氮层去除系统的优选实施例。

一种工件渗氮层去除系统，包括上述所述的工件渗氮层去除装置，以及带动工件渗氮层去除装置的激光发射机构30移动的机械手60。所述机械手60带动激光发射机构30按预设的运动轨迹移动，移动至进行激光烧蚀的起始位置，在工件200旋转过程中，机械手60不移动，直至完成激光烧蚀去除工件200表面的渗氮层。

工件渗氮层去除系统中的工件渗氮层去除装置通过设置工件定位机构10对工件200进行定位，在激光发射机构30发射激光烧蚀去除渗氮层的过程中，旋转驱动机构20带动工件定位机构10旋转，以带动工件200旋转，配合激光发射机构30完成激光烧蚀动作，激光连续作用于工件200表面的渗氮层，从而实现通过激光烧蚀将工件200表面的渗氮层去除，结构简单，通用性好，自动化程度高，大大提高加工效率，且处理方式对环境友好，同时减少对操作人员的不利影响。

进一步地，所述工件渗氮层去除系统还包括用于控制激光发射机构30发射激光的控制器70。所述控制器70与激光发射机构30连接，控制激光发射机构30的激光器31发射激光，烧蚀去除工件200表面的渗氮层。

具体地，本实施例中的控制器70优选为PLC控制器。PLC控制器的可靠性高，抗干扰能力强，适用性强。

本发明的工件渗氮层去除系统的工作原理如下：

操作人员手动或者通过外部机械手60将附有渗氮层的工件200放置于定位座11上，定位座11上的定位轴121穿过工件200的中心通孔201，定位销122与工件200的下表面抵靠，实现对工件200的初步定位；第一检测机构40检测到有工件200放置于定位座11后，将检测信号发送至控制器70，控制器70控制工件定位机构10中压紧驱动部132带动压紧轮向下移动，使其旋转周面与工件200的上表面抵靠；控制器70控制机械手60带动激光发射机构30的激光头32按预设的运动轨迹移动，移动至进行激光烧蚀的起始位置，控制激光器31发射激光，并控制旋转驱动机构20的旋转驱动部22工作，带动定位座11旋转，从而带动工件200旋转，工件200旋转过程中，压紧轮沿自身的旋转轴旋转，其旋转周面始终保持与工件200的上表面抵靠，使工件200不易脱离定位座11；在旋转驱动机构20带动工件200旋转过程中，激光器31连续发射激光，经激光头32准直聚焦后作用在工件200表面的渗氮层上，连续烧蚀工件200表面的渗氮层，定位座11由开始旋转，至旋转回初始旋转位置，旋转一周，完成去除工件200表面的渗氮层；当第二检测机构50检测到定位座11旋转一周，发送检测信号至控制器70，控制器70控制激光器31停止发射激光，并控制旋转驱动部22停止工作，旋转驱动机构20与激光发射机构30配合完成激光烧蚀，去除工件200表面的渗氮层。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。