【】本技术涉及金属膜加工的，特别是激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置的。
背景技术
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背景技术：
1、目前的可控激光冲击压印技术，在常规激光冲击强化的吸收层和工件表面之间放置一层高强度高弹性的接触膜，该接触膜的接触表面加工有具有特定几何分布的微沟槽，在激光冲击波作用下工件表层材料主动流向微沟槽，从而实现待处理表面微塑性变形的主动设计以及精确控制，同时在工件表面获得具有高幅残余压应力的微区，克服了常规激光冲击强化由于光斑边界效应和光斑搭接导致的复杂表面结构，提高了工件的疲劳性能。
2、由于高功率密度激光冲击，金属接触膜变形严重，在后续的压印过程中可能会造成微织构变形，接触膜与试样接触不紧密，压印出的表面微形貌分布及高度不均匀等现象。因此，需要一种激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置。
技术实现思路
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技术实现要素：
1、本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，通过本装置的自动换膜，可避免因高功率密度激光冲击引起的接触膜塑性变形而造成微织构变形，压印不均匀，甚至无法压印等现象；利用纳秒激光器在相邻接触膜表面进行等大同位置织构刻蚀，进行激光冲击压印时，通过滚轮橡胶带传输，使得下一接触膜移动到上一接触膜相同位置，从而达到稳定运输、精确压印的效果。
2、为实现上述目的，本实用新型提出了激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，包括机架、金属膜架、搓膜机、工件平台、抓手移动架、球形抓手、激光头移动架、激光头和测距仪，所述机架左侧中部固定有金属膜架，金属膜架用于安装金属卷；所述机架左侧上部左右对称设有搓膜机，搓膜机用于传送金属膜；所述机架内部置设有工件平台，工件平台顶部的磁吸板用于磁吸固定工件；所述机架内部前、后侧均安装有抓手移动架，抓手移动架上安装有球形抓手，抓手移动架用于带动球形抓手在xz平面内移动，球形抓手用于抓取金属膜；所述机架顶部安装有激光头移动架，激光头移动架上安装有竖直朝下的激光头与测距仪，激光头移动架用于带动激光头在xy平面内移动。
3、作为优选，所述机架由型材组成的框架体。
4、作为优选，所述金属膜架包括金属膜支架和卷轴，金属膜架为匚型，金属膜支架数量为2，机架左侧中部前后对称横向固定有金属膜支架，2个所述金属膜支架之间纵向配合有卷轴，卷轴可绕中心轴转动，卷轴用于安装金属卷。
5、作为优选，所述搓膜机包括滚轮固定板和滚轮，固定板为l型，固定板数量为2，固定板之间横向固定有数量为2的滚轮，2个所述滚轮外周相抵。
6、作为优选，所述工件平台包括磁吸板、弹簧、支板、铝柱、底板、第一滑块和第一钢轴，所述机架内底部横向固定有第一钢轴，第一钢轴上套装有第一滑块，第一滑块顶面上固定有底板，底板上竖直固定有若干的铝柱，铝柱顶面上固定有支板，支板上竖直固定有若干的弹簧，弹簧顶面上固定有磁吸板。
7、作为优选，所述抓手移动架包括第二钢轴、第一丝杠传动组件、第二滑块、铝板、第二丝杠传动组件、法兰和第三钢轴，所述机架内部前、后侧均安装有抓手移动架机架内部前侧中上及下端均横向固定有第二钢轴，第二钢轴上配合有第二滑块；所述机架前侧下部前后均固定有第一丝杠传动组件，第一丝杠传动组件上的丝杠螺母与下方第二钢轴上的第二滑块上方固定有铝板，上方第二钢轴上的第二滑块上固定有另一的铝板，铝板之间竖向安装有第二丝杠传动组件与第三钢轴，第三钢轴上套装有法兰，第二丝杠传动组件的丝杠螺母与法兰上安装有球形抓手。
8、作为优选，所述球形抓手包括托板、第一舵机、第一球形轨道、第二舵机和第二球形轨道，所述托板一侧竖向设有第一舵机，第一舵机输出轴上安装有第一球形轨道，第一球形轨道另一端外侧固定有第二舵机，第二舵机输出轴上安装有第二球形轨道，第二球形轨道设于第一球形轨道内侧，第一球形轨道、第二球形轨道均为半圆形，第二球形轨道一端内侧设有y型爪，y型爪端部为匚型，y型爪端部用于抓取金属膜。
9、作为优选，所述激光头移动架包括第四钢轴、第三滑块、铝架、第一带传动组件、第五钢轴、第四滑块、激光头架和第二带传动组件，所述机架上端内部前后横向固定有第四钢轴，第四钢轴上配合有第三滑块，第三滑块顶面固定有铝架；所述机架顶面上安装有第一带传动组件，第一带传动组件的同步带上固定有铝架；所述铝架上纵向固定有第五钢轴，第五钢轴上配合有第四滑块，第四滑块顶面上安装有激光头架，激光头架上安装有竖直朝下的激光头；所述铝架上还固定有第二带传动组件，第二带传动组件的同步带上固定有激光头架。
10、本实用新型的有益效果：
11、1、所设计的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置可在接触膜产生较大变形时及时更换新接触膜，避免产生压印不均匀等现象；
12、2、装置所输入的接触膜为一整张接触膜，通过在两侧滚轮上安装橡胶带进行输送，一来可避免压印时，高功率密度激光冲击所带来的不良振动，二来通过滑块在滚珠丝杠上的移动，可以使得接触膜与试样表面贴合的更加紧密，减少振动所带来的压印误差；
13、3、所使用的微织构接触膜在刻蚀织构时按照相邻接触膜等大同位置织构刻蚀，在装置换膜时，只需滚轮移动相同距离，即可确保微织构压印位置相同，同样的还可利用此刻蚀方法进行微织构变化压印；
14、4、利用滚轮位置及角度变化，向曲面试样输送曲面接触膜，利用机械臂，输入编辑好的曲面变化程序进行激光冲击压印。
15、本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
1.激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：包括机架(1)、金属膜架(2)、搓膜机(3)、工件平台(4)、抓手移动架(5)、球形抓手(6)、激光头移动架(7)、激光头(8)和测距仪(9)，所述机架(1)左侧中部固定有金属膜架(2)，金属膜架(2)用于安装金属卷(10)；所述机架(1)左侧上部左右对称设有搓膜机(3)，搓膜机(3)用于传送金属膜(11)；所述机架(1)内部置设有工件平台(4)，工件平台(4)顶部的磁吸板(41)用于磁吸固定工件(12)；所述机架(1)内部前、后侧均安装有抓手移动架(5)，抓手移动架(5)上安装有球形抓手(6)，抓手移动架(5)用于带动球形抓手(6)在xz平面内移动，球形抓手(6)用于抓取金属膜(11)；所述机架(1)顶部安装有激光头移动架(7)，激光头移动架(7)上安装有竖直朝下的激光头(8)与测距仪(9)，激光头移动架(7)用于带动激光头(8)在xy平面内移动。
2.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述机架(1)由型材组成的框架体。
3.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述金属膜架(2)包括金属膜支架(21)和卷轴(22)，金属膜架(2)为匚型，金属膜支架(21)数量为2，机架(1)左侧中部前后对称横向固定有金属膜支架(21)，2个所述金属膜支架(21)之间纵向配合有卷轴(22)，卷轴(22)可绕中心轴转动，卷轴(22)用于安装金属卷(10)。
4.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述搓膜机(3)包括滚轮固定板(31)和滚轮(32)，固定板(31)为l型，固定板(31)数量为2，固定板(31)之间横向固定有数量为2的滚轮(32)，2个所述滚轮(32)外周相抵。
5.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述工件平台(4)包括磁吸板(41)、弹簧(42)、支板(43)、铝柱(44)、底板(45)、第一滑块(46)和第一钢轴(47)，所述机架(1)内底部横向固定有第一钢轴(47)，第一钢轴(47)上套装有第一滑块(46)，第一滑块(46)顶面上固定有底板(45)，底板(45)上竖直固定有若干的铝柱(44)，铝柱(44)顶面上固定有支板(43)，支板(43)上竖直固定有若干的弹簧(42)，弹簧(42)顶面上固定有磁吸板(41)。
6.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述抓手移动架(5)包括第二钢轴(51)、第一丝杠传动组件(52)、第二滑块(53)、铝板(54)、第二丝杠传动组件(55)、法兰(56)和第三钢轴(57)，所述机架(1)内部前、后侧均安装有抓手移动架(5)机架(1)内部前侧中上及下端均横向固定有第二钢轴(51)，第二钢轴(51)上配合有第二滑块(53)；所述机架(1)前侧下部前后均固定有第一丝杠传动组件(52)，第一丝杠传动组件(52)上的丝杠螺母与下方第二钢轴(51)上的第二滑块(53)上方固定有铝板(54)，上方第二钢轴(51)上的第二滑块(53)上固定有另一的铝板(54)，铝板(54)之间竖向安装有第二丝杠传动组件(55)与第三钢轴(57)，第三钢轴(57)上套装有法兰(56)，第二丝杠传动组件(55)的丝杠螺母与法兰(56)上安装有球形抓手(6)。
7.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述球形抓手(6)包括托板(61)、第一舵机(62)、第一球形轨道(63)、第二舵机(64)和第二球形轨道(65)，所述托板(61)一侧竖向设有第一舵机(62)，第一舵机(62)输出轴上安装有第一球形轨道(63)，第一球形轨道(63)另一端外侧固定有第二舵机(64)，第二舵机(64)输出轴上安装有第二球形轨道(65)，第二球形轨道(65)设于第一球形轨道(63)内侧，第一球形轨道(63)、第二球形轨道(65)均为半圆形，第二球形轨道(65)一端内侧设有y型爪(651)，y型爪(651)端部为匚型，y型爪(651)端部用于抓取金属膜(11)。
8.如权利要求1所述的激光冲击压印自动换膜及微织构精确定位装置，其特征在于：所述激光头移动架(7)包括第四钢轴(71)、第三滑块(72)、铝架(73)、第一带传动组件(74)、第五钢轴(75)、第四滑块(76)、激光头架(77)和第二带传动组件(78)，所述机架(1)上端内部前后横向固定有第四钢轴(71)，第四钢轴(71)上配合有第三滑块(72)，第三滑块(72)顶面固定有铝架(73)；所述机架(1)顶面上安装有第一带传动组件(74)，第一带传动组件(74)的同步带上固定有铝架(73)；所述铝架(73)上纵向固定有第五钢轴(75)，第五钢轴(75)上配合有第四滑块(76)，第四滑块(76)顶面上安装有激光头架(77)，激光头架(77)上安装有竖直朝下的激光头(8)；所述铝架(73)上还固定有第二带传动组件(78)，第二带传动组件(78)的同步带上固定有激光头架(77)。
