专利名称：利用椭圆截面光斑对磁片进行表面处理的激光划刻设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用椭圆截面光斑进行磁片表面处理的激光划刻设备。更具体地，本发明涉及根据主权利要求的利用具有椭圆截面的光斑对取向/有向 晶粒磁片进行表面处理的激光划刻设备。
背景技术：
具有取向磁晶粒的硅钢片在变压器芯的生产中应用广泛，在该应用中，受到深度 分析的材料的一个特点涉及在变压器操作时耗散的能量。损耗取决于几个因素，特别是磁 畴壁的运动、片材的晶粒尺寸以及晶粒的晶体网状组织相对于片材表面的方向。第一方案是提供具有高取向晶粒的硅钢片，该硅钢片具有给定的晶粒尺寸和低厚 度，所获得的结果良好，但不能显著改善，并且不能以工业可接受的方式实现。尤其是，已发 现晶粒的最佳尺寸是若干毫米，而相对于片材的厚度，考虑到处理成本，以及晶粒的最佳尺 寸减小了片材的体积和绝缘覆盖物的体积之间的“空间因子”的事实，晶粒的尺寸不宜低于 已确定的值。影响芯中的损耗的重要因素涉及磁畴的尺寸。对片材施加机械张力会引起片材平 面内的各向异性，在所使用的材料存在典型的结构(高斯结构)的情况下，所述各向异性会 在平行于叠层的方向的结晶方向和垂直于叠层的方向之间增大磁化的能量差。静磁能和磁 畴的畴壁的能量之间的平衡有利于畴壁的能量，从而形成大量更细和更密的畴壁。这样，使 得涡流对损耗总量的影响显著减小。此外，已开发出张力覆盖物，以便通过产生局部压缩微 应力而获得这些改进。在此框架下，已提出使片材受到喷丸处理或机械滚丝。这些方法在 工业中的应用有难度，会破坏绝缘覆盖物使得片材暴露而快速氧化，需要进一步覆盖并形 成余料/毛边，从而减小了空间因子。很大程度上得到统一的后继方案是利用集中成激光束形式、等离子体等的能量脉 冲使片材(例如从带材卷退绕的具有取向晶粒的电磁钢带)的表面受到刮擦或滚丝(划 刻)。在旨在改进电磁特性的典型划刻处理设备中，激光发生器的光束通过镜面扫描器 在移动的带材上偏离，然后沿横向于带材前进方向的扫描路径聚焦在片材上。为了明显地减小损耗，划刻处理应该具有减小的横截面尺寸，例如0. 10mm，并且在 深度上按最大量延伸。通过使用具有沿横向于带材前进方向的方向大大伸长的椭圆截面光 斑的激光束而获得好的结果。这通过适当的柱面透镜来执行。
发明内容
本发明的技术问题是实现一种高生产率的、包括具有椭圆截面的光斑的激光划刻 设备，该设备的产品可靠，该设备的操作规范可以在宽范围内容易地调节。根据第一方面，划刻设备包括激光发生器、柱状/筒状的伸缩式光学镜组、以及可 旋转镜面扫描器，所述光学镜组具有可变焦距，以根据焦距形成具有可变椭圆率的椭圆截面激光束，所述镜面扫描器用于根据预定角度扫描激光束。该设备还包括横向于带材延伸 的抛物面反射镜，用于接收被扫描的激光束并将激光束在带材上聚焦成沿处理路径大大地 (hardly)伸长的椭圆光斑，其中，伸缩式光学镜组可调节以改变投射在带材上的激光束的 椭圆截面中一个轴的长度。根据另一方面，激光划刻设备使得伸缩式光学镜组的焦点位于可旋转镜面扫描器 的下游，其中，扫描器的旋转方向使得在椭圆截面的激光束投射在扫描器的拐角上、两个相 邻镜面之间的换向区域中时，激光束的光斑的后缘位于处理路径的终点/终止端点处，且 前缘位于所述路径的起点/起始端点处。
从下面借助于附图作为非限定示例给出的说明中可以清楚地看到本发明的特征， 其中图1是用于处理磁片的系统的示意图，该系统使用本发明的激光划刻设备；图2示出本发明的激光划刻设备的示意性俯视图；图3是图2的激光划刻设备的光学示意图；图4、5、6和7示出图3的一些构件处于不同操作状态的光学示意图；图8是本发明的激光划刻设备的一些细节的局部示意性仰视图；图9是本发明的激光划刻设备的另外的细节的局部示意性仰视图；图10以放大的比例示出图2中示出的设备的一些构件；图11是图2中所示设备的一些构件的局部示意性前视图；图12示出本发明的激光设备的一个装置的示意性俯视图；图13是图12的装置的局部剖开的示意性侧视图；以及图14是图12所示装置的示意性前视图。
具体实施例方式参见图1，用21表示处理磁片的系统。系统21设有激光划刻设备(材料的处理激 光)22，该激光划刻设备具有相应的发生器组23和支承台架M。片材的形式为由电工硅钢 制成的带材26，该带材具有沿叠层方向取向的晶粒。带材沿纵向轴线27移动，从供给的带 材卷退绕并卷绕在卷取的带材卷(图中未示出)上。此外，系统21包括控制台观、用于供给和控制构件的机柜四、冷却装置31以及用 于设备22的空气过滤及通风单元32，而支承台架M具有用于带材沈的支承和滑动的水平 面33。具有保护功能的壁34布置在具有发生器23和台架M的设备22周围以及机柜四 和单元31、32周围。根据本发明，激光划刻设备22 (图1和幻包括两个激光处理单元36a和36b，这两 个激光处理单元分别包括准直仪37a、37b、伸缩式光学装置38a、38b、扫描器39a、39b、最终 聚焦装置41a、41b以及保护装置42a、42b (图8)。发生器组23 (图1)包括两个激光束源43a、43b，作为示例的是1.5 + 2. 5Kw的钕 镱类型。激光源43a、43b以基本圆形的划刻光束的光斑输出在光纤44a、44b (图2)上，其 中，光纤与处理单元36a、36b的准直仪37a、37b连接。
源43a、4 的激光束通过准直仪37a和37b (图幻以准直光束46a、46b到达伸缩 式装置38a和38b，该激光束被引导朝向扫描器39a和39b，然后通过装置41a和41b聚焦 在带材沈上。保护装置4 和42b用于使最终聚焦装置41a、41b在使用时保持在光学效 率最大的状态，避免被处理中产生的烟污染。伸缩式光学装置38a、38b (图3、4和6)具有分别为发散和会聚的柱面透镜47、48， 该柱面透镜将具有圆形截面的准直光束46a、46b转变为朝向扫描器39a、39b的具有椭圆截 面的光束49a、49b，所述椭圆截面具有水平轴线X和竖直轴线Y;并且从扫描器开始，具有椭 圆截面的光束作为扫描光束51a、51b投射在最终聚焦装置41a、41b上。然后，激光束沿竖 直表面聚焦在带材26上，作为划刻光束52a、52b沿扫描路径53a、5;3b扫描，所述扫描路径 基本横向于带材沈的纵轴线27。伸缩式装置的透镜47和48之间的距离“D”被预先安排并且可调节，以获得可变的 焦距和位于扫描器38a、38b下游的焦点CFa、CFb。从而，光束49a、49b具有根据装置38a、 38b的焦距可变的椭圆率，其中，沿轴线Y的幅度/宽度恒定，该椭圆率取决于沿轴线X的焦 距。代替柱面透镜47和48，伸缩式光学装置38a、38b可包括回返镜以及分别为发散和会聚 的一对柱面镜，并可调节镜之间的距离。绕竖直轴线旋转的扫描器39a、39b为这样的类型在多边形表面上具有平坦的镜 面，在镜面之间的具有锐利的转角。扫描器39a、39b接收具有椭圆截面的光束49a、49b并 将扫描光束51a、51b反射到最终聚焦装置41a、41b上，使该扫描光束运动一角度，该角度取 决于镜面的数量。具体而言，投射在带材沈上的激光束51a、51b (图4和6)限定在沿处理路径53a、 5 运动的方向(由箭头表示)上的输入前部“LdSp”和输出前部“TrSp”。当具有椭圆截 面的会聚光束49a、49b的轴线达到扫描器相邻镜面之间的转角时，该会聚光束被分开(如 光束51a、51b)，在处理路径的终点和起点之间通过最终聚焦装置41a、41b。位于扫描器下 游的焦点CFa、CFb以及扫描器的旋转方向使得在会聚光束49a、49b投射在扫描器的转角 上、相邻镜面之间的换向区域中时(图5和7)，光束的光斑的输出前部“TrSp”位于处理路 径53a、53b的终点，输入前部“LdSp”位于路径的起点，以便使带材的端部区域中的处理均 勻一致。根据本发明，最终聚焦装置41a、41b (图2和3)包括反射镜，该反射镜用于接收扫 描光束51a、51b并使划刻光束52a、52b沿带材沈的扫描路径53a、5;3b聚焦。装置41a、41b 的反射镜包括具有抛物线截面的柱面部分M，其中母线在略高于支承台架M的位置横向 于带材沈延伸。透镜48和扫描器39a、39b之间的距离“L2”可调节，以根据装置38a、38b 的焦距将光束51a、51b聚焦在带材沈上。由此，从准直仪37a、37b射出的具有圆形截面的光束通过伸缩式装置38a、38b、扫 描器39a、39b以及最终聚焦装置41a、41b转变成大大地(hardly)伸长并具有最小横向尺 寸“Ssp”的光斑55，其中椭圆截面的长轴基本平行于扫描路径53a、53b。通过根据划刻的 类型、带材的速度、扫描器的旋转速度以及带材的特征来改变距离“D”和“L2”，可设定光斑 的长度“Lsp”，以便使处理过程优化。此外，伸缩式光学镜组38a、38b的透镜47和48能旋转，以改变光斑相对于扫描路 径53a、53b的角度。这是为了根据扫描器39a、39b的旋转速度和带材沈的前进速度来优化光斑55与扫描路径的对准。激光单元36a的扫描器39a和聚焦装置41a相对于单元36b的扫描器39b和聚焦 装置41b偏置且以镜像方式布置，并且关于包含/经过带材纵向轴线27的几何竖直平面56 镜像布置。但是，伸缩式装置38a和伸缩式装置38b设置在平面56的同一侧。此外，所有 光学元件关于与轴线27垂直的几何竖直平面镜像、偏置对称。利用该结构，激光处理单元 36a、36b可以高速、有效且以有限的尺寸对带材沈的两个纵向半幅宽部“A”和“B”进行划 刻。由处理单元36a构成的第一功能组按照扫描路径53a在运动的带材的半幅宽部“Α”上 工作，而由处理单元36b构成的第二功能组按照扫描路径5 在运动的带材的半幅宽部“B” 上工作。激光处理单元36a、36b包括具有底部58a、58b和盖部59a、59b的托盘或承盘57a、 57b (图幻，该托盘或承盘与过滤及通风单元32连接，以便使包括准直仪37a、37b、伸缩式装 置38a、38b、扫描器39a、39b以及聚焦装置41a、41b在内的光学构件保持在干燥和清洁的环 境中。底部58a、58b设置在支承平面33和聚焦装置41a、41b之间(图8、9和11)，并在带 材表面和光学装置41a、41b之间限定一限制板。在底部58a、58b中横向限定有窗口 61a、 61b,以便被引向带材沈的扫描路径53a、53b的划刻激光束52a、52b通过。根据本发明的特征，保护装置4加、4沘用于产生与窗口 61a、61b相切(tangent) 的空气屏障，以保护光学装置41a、41b免受残留的烟的污染。具体而言，装置42a、42b包括 沿窗口 61a、61b的后缘的“V”形港湾状部(creek) 62、位于底部58a和58b中并从窗口 61a、 61b向上的一组槽63、盒状盖部64以及排气扇66。盖部64安装在底部58a和58b的下方作 为港湾状部62和槽63的盖部，并限定与窗口 61a、61b对齐的槽67，以便由装置41a、41b聚 焦的激光束通过。排气扇66与凸缘连接并产生气流，该凸缘具有位于港湾状部(creek)62 之间的一组孔68，该气流从槽63输入、从孔68输出，通过港湾状部62到达“V”。气流与承 盘57a、57b的新鲜空气在底部58a、58b和盖部64之间形成沿窗口 61a、61b和槽67的切向 的气态薄层，该气态薄层构成用于光学装置41a、41b的保护用空气屏障。此外，与保护装置42a、42b相关联，处理单元36a、36b包括安装在底部58a和58b 下方的通风组69a、69b和在图中未示出的吸气管，以朝向钢带沈引导喷气至半幅宽部“A”、 “B”的处理区域中。这是为了去除由带材处理产生的烟，并具有用于槽67的预屏障的功能。 设置由致动器72a、72b控制的可滑动闸门71a、71b，以在设备22停机时关闭窗口 61a、61b。各伸缩式装置38a和38b (图2和10)包括弓丨导结构，该引导结构由平行于准直光 束46a和46b的轴线的两个棱柱形引导件74和76以及两个支架77和78构成。棱柱形引 导件74和76安装在底部58a、58b上，与扫描器39a和39b相邻并位于平面56的同一侧。 支架是用于透镜47和48的悬臂支承件，以使透镜的光轴与准直光束46a、46b的轴线对齐。 支架77和78是机动化/电动化的，以根据要获得的焦距沿棱柱形引导件74和76关于彼 此并相对于扫描器39a和39b移动。方便地，各激光处理单元36a和36b包括设置在扫描器39a、39b和聚焦装置41a、 41b之间的限制装置81a、81b (图2和11)，所述限制装置包括可调节的两个隔阻台82和 83 (图12、13和14)，以根据带材沈的宽度限定被引向带材沈的相应半幅宽部“A”、“B”的 激光束的宽度。特别地，限制装置81a、81b包括在略低于盖部59a、59b的位置横向于平面56安装在底部58a、58b上的杆件84，该杆件设有安装槽86和安装及引导槽87。杆件84在上部支 承具有末端手柄89的长螺杆/丝杠88，用于滑块92的安装的支架91与该螺杆84接合。 杆件84在下部通过安装槽86和安装及引导槽87分别支承隔阻台82和83。隔阻台82和 83由冷却的金属块构成，这些金属块限定有用于捕集待吸收的激光束的楔形腔。限制装置81a相对于限制装置81b偏置且关于竖直平面56以镜像的方式布置，使 得隔阻台83与平面56相邻。隔阻台82可通过槽86手动调节就位且沿杆件44倾斜，使得 隔阻台82的一侧与扫描激光束51a、51b相切，所述扫描激光束被引向扫描路径53a、5;3b的 对应于钢带沈的轴线27的端点。各装置81a、81b的安装及引导口 87具有圆形轮廓，该圆形轮廓的轴线位于相应扫 描器39a、39b的接收区域，而隔阻台84通过销平滑地安装在槽口 87上，并通过该槽口安装 在滑块92上。一旦手柄89旋转从而支架91运动，则隔阻台84沿杆件44移动并自动旋转， 以保持一侧与扫描激光束51a、51b相切，该扫描激光束被引向扫描路径53a、53b的对应于 带材沈的边缘的另一端点。可选地，承盘57a和57b (图2、可通过调节元件9 和94b相对于支承台架M绕 竖直轴93a和93b旋转。轴93a和93b与扫描器39a和39b相邻，靠近承盘57a和57b的 外侧端点。例如螺杆类型的调节元件9 和94b设置在外侧的另一端点附近，并被指定用 来改变扫描路径53a、5;3b相对于带材沈的横向方向的角度。支承台架M包括一组磁体96 (图11)，所述磁体安装在平面33下方以保持带材 26与该平面接触。这防止带材抬升和振动以及激光束不聚焦，并确保划刻光束的光斑具有 恒定尺寸。平面33的可滑动表面是平坦的并由塑性材料片97覆盖，以避免由于带材在应 力状态下前进而发生刮擦。激光划刻设备22包括具有两个线性电视摄像机99a和99b的电视单元98，以及在 图中未示出的照明器和图像分析单元。所获得的图像被分块并在傅立叶变换的基础上根据 组成线条和线条之间的间隔进行分析，以检验处理后可见损伤的存在，并提供关于与处理 相关的参数的指示。这些指示可通过屏幕和其它信号装置由控制台的操作者使用，以进行 相应的调节。具体地，设备22处于执行激光划刻的位置，该激光划刻的执行有效减少损耗并改 善片材的磁性特征，而没有明显地改变覆盖物的保护层。当需要时，电视单元可用于对出现 的可见痕迹发出信号。或者，划刻设备可实现可见划刻，电视单元用于提供关于根据处理规范调整可见 痕迹的信息。当然，本发明的原理保持不变，可对作为非限定示例描述和说明的实施例和用于 磁片表面处理的划刻设备的构造细节进行广泛地修改，而不会由此脱离当前要求保护的发 明的范围。例如，相邻镜面之间的换向区域的光学构造可确保光斑的输出前部位于处理路 径终点处且光斑的输入前部位于处理路径起点处的光束也可施用到这样的设备，在该设备 中光束在带材上的聚焦通过朝向支承平面的一个或多个窗口的一个或多个柱面透镜来实 现。显然，与其它限制无关地，激光划刻设备22包括激光束发生器、用于扫描激光束的扫描器以及柱面光学装置，该柱面光学装置横向于带材延伸并靠近带材，以接收扫描光 束并将光束沿处理区域聚焦在带材上。该设备的特征在于，包括位于带材表面和聚焦光学 装置之间的限制板以及相应的保护装置，其中限制板限定用于朝向处理区域的激光束的窗 口，保护装置被预置/预调成邻近窗口在限制板和带材之间产生气态薄层，用作窗口区域 中的气态屏障。此外，显然，与其它限制无关地，设备22包括激光束发生器、用于根据给定角度扫 描激光束的可旋转镜面扫描器、横向于带材延伸并靠近带材的聚焦装置，该聚焦装置用于 接收扫描光束并将该光束聚焦在带材的处理区域上。该设备的特征在于，包括限制装置，该 限制装置设置在扫描器和光学聚焦装置之间并包括用于调节激光束的扫描区段/扇形区 的角度的两个隔阻台，其中，所述隔阻台可调节以根据带材的宽度限制光束的幅度/宽度。此外，显然，与其它限制无关地，激光划刻设备22包括两组激光处理装置，各包括 激光束发生器、用于扫描激光束的扫描器、横向于带材延伸并靠近带材的光学聚焦装置，该 光学聚焦装置用于接收扫描光束并将该光束聚焦在处理区域。两组激光处理装置的扫描器 和光学装置关于经过带材纵向轴线的平面偏置且镜像地布置，以处理带材的两个纵向半幅 觅部。最后，与其它限制无关地，激光划刻设备22包括激光束发生器、用于根据预定角 度扫描激光束的扫描器、横向于带材延伸并靠近带材的光学聚焦装置，该光学聚焦装置用 于接收扫描光束并将该光束聚焦在处理区域。该设备的特征在于，还包括支承框架，该支承 框架具有用于所述带材的基准表面和用于保持带材贴附到所述表面的一组磁体。
权利要求
1.一种用于在带材06)沿纵向运动时处理取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，所 述激光划刻设备包括激光发生器G3a，4;3b)、柱状的伸缩式光学装置组(38a，38b)、以及可 旋转镜面扫描器(39a，39b)，所述伸缩式光学装置组具有可变焦距以便形成椭圆截面激光 束G9a，49b)，所述椭圆截面激光束具有随焦距而变化的椭圆率，所述可旋转镜面扫描器用 于根据预定角度扫描激光束，所述激光划刻设备02)的特征在于，该设备包括横向于带材 (26)延伸的抛物面反射镜64)，用于接收扫描激光束(51a，51b)并将该光束在带材06) 上沿处理路径(53a，53b)聚焦成伸长的椭圆光斑(55)，其中，所述伸缩式光学装置组(38a， 38b)可调节，以改变投射在带材06)上的激光束(5h，52b)的椭圆截面中的一个轴的长 度。
2.根据权利要求1所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，所述伸缩式光学装置组 (38a, 38b)包括引导结构(74，76)，所述引导结构具有用于两个机动化的子光学装置组的 两个支承用支架(77，78)，其中所述支架可根据要限定的焦距沿引导结构(74，76)移动，以 将光束引向扫描器(39a，39b)的接收区域。
3.根据权利要求1或2所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，所述激光划刻设备还 包括激光隔阻装置(81a，81b)，所述激光隔阻装置设置在扫描器(39a，39b)和光学聚焦装 置(41a，41b)之间并包括两个隔阻台(82，83)，所述两个隔阻台可调节，以根据处理区域的 宽度限制激光束的幅度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，所述激光划刻 设备还包括限制板(58a，58b)和保护装置0 ,42b)，其中，所述限制板(58a，58b)设置在 带材06)的表面和光学聚焦装置(41a，41b)之间并限定用于被引向处理区域的激光束的 窗口(61a，61b)，并且，所述保护装置(42a, 42b)邻近所述窗口 (61a, 61b)在限制板和带材 (26)之间产生气态薄层，所述气态薄层作为用于所述窗口(61a，61b)的气态屏障。
5.根据前述权利要求中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，所述激光发生 器G3a)、所述伸缩式光学装置组(38a)、所述扫描器(39a)以及所述反射镜限定用于处理 运动的带材06)的半幅宽部(A)的第一功能组；所述激光划刻设备0 包括第二功能组， 该第二功能组包括用于处理所述带材06)的另一半幅宽部(B)的另一激光发生器0北)、 另一伸缩式光学装置组(38b)、另一扫描器(39b)以及另一反射镜(54)；其中，第一功能组 的扫描器(39a)和反射镜(54)在带材的上方设置于带材的一侧，而第二功能组的扫描器 (39b)和反射镜在带材的上方设置在关于经过所述带材06)的纵向轴线(XT)的几何面 (56)相对的带材一侧。
6.根据前述权利要求中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，伸缩式光学装 置组(38a，38b)、扫描器(39a，39b)以及所述反射镜(54)容纳在与空气过滤及循环装置 (32)连接的室内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，所述室由承盘 (57a, 57b)和用于所述承盘的盖部(59a，59b)限定，所述承盘用于支承伸缩式光学装置组 (38a，38b)、扫描器(39a, 39b)以及所述反射镜(54)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，柱状的伸缩式 光学装置组(38a，38b)具有透镜07，48)，所述透镜可旋转以改变光斑相对于处理路径的 角度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，投射在带材 (26)上的激光束(5h，52b)限定有在沿处理路径(53a，53b)运动的方向上的前缘(LdSp) 和后缘(TrSp)，扫描器(39a，39b)限定有位于镜面之间的一组转角，所述激光划刻设备的 特征在于，伸缩式光学装置组(38a，38b)的焦点(CFa，CFb)位于可旋转镜面扫描器(39a， 39b)的下游，使得在椭圆截面激光束投射在扫描器(39a，39b)的转角上以及相邻镜面之 间的换向区域中时，激光束的光斑的后缘(TrSp)位于处理路径(53a，5;3b)的终点处，前缘 (LdSp)位于所述处理路径的起点处。
10.一种用于在带材06)沿纵向运动时处理取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，所述 激光划刻设备包括激光发生器G3a，4 )、柱状的伸缩式光学装置组(38a，38b)、可旋转镜 面扫描器(39a，39b)、以及柱面光学聚焦装置Gla，41b)，所述伸缩式光学装置组具有可变 焦距以便形成椭圆截面激光束G9a，49b)，所述可旋转镜面扫描器用于根据预定角度扫描 椭圆截面激光束，所述柱面光学聚焦装置横向于带材06)延伸并靠近带材( )，以接收扫 描激光束(51a，51b)并将激光束在带材06)上沿处理区域聚焦成椭圆光斑，其中，投射在 带材06)上的激光束限定有在沿处理路径(53a，53b)运动的方向上的前缘(LdSp)和后缘 (TrSp)，扫描器(39a，39b)限定有位于镜面之间的一组转角，所述激光划刻设备0 的特 征在于，伸缩式光学装置组(38a，38b)的焦点(CFa，CFb)位于可旋转镜面扫描器(39a，39b) 的下游，所述扫描器(39a，39b)的旋转方向使得在椭圆截面激光束投射在扫描器(39a， 39b)的转角上以及两个相邻镜面之间的换向区域中时，激光束的光斑的后缘(TrSp)位于 处理路径(53a，5 )的终点处，前缘(LdSp)位于所述处理路径的起点处。
11.一种用于在带材06)沿纵向运动时处理取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，所 述激光划刻设备包括激光束发生器G3a，4;3b)、用于扫描激光束(49a，49b)的扫描器(39a， 39b)以及光学聚焦装置Gla，41b)，其中，所述光学聚焦装置横向于带材延伸并靠近带材， 以便接收扫描激光束(51a，51b)并将激光束沿处理区域聚焦在带材上，所述激光划刻设备 (22)的特征在于，该激光划刻设备包括限制板(58a，58b)和保护装置Gh，42b)，所述限制 板位于带材06)的表面和光学聚焦装置Gla，41b)之间，其中，该限制板限定用于被引向 带材06)的处理区域的激光束(5h，52b)的窗口(61a，61b)，所述保护装置被预置成邻近 所述窗口(61a，61b)在限制板和带材之间产生气态薄层，所述气态薄层用作所述窗口的区 域中的气态屏障。
12.根据权利要求11所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，扫描器(39a，39b)和光 学聚焦装置(41a，41b)容纳在与过滤及循环装置连接的环境中，保护装置(42a，42b)利用 所述环境的空气产生气态薄层。
13.根据权利要求12所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，保护装置(42a，42b)包 括用于所述限制板(58a, 58b)的开口 (62,63)的盒状盖部(64)和槽(67)，所述限制板的 开口位于所述窗口的上游和下游，所述槽(67)与所述窗口(61a，61b)对齐以便被引向带材 (26)的处理区域的激光束(52a，52b)通过；并且，设有通风组(69°，69b)，所述通风组引导 空气与所述槽相切地喷到处理区域上以排出处理时的烟。
14.根据权利要求11或12或13所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，该激光划刻 设备还包括用于形成椭圆截面光束的伸缩式光学装置组(39a)，其中，激光发生器G3a)、 伸缩式光学装置组(38a)、扫描器(39a)以及光学聚焦装置(41a)限定用于处理运动的带材(26)的半幅宽部(A)的第一功能组(36a)；所述激光划刻设备0 包括第二功能组(36b)， 该第二功能组包括用于处理带材的另一半幅宽部(B)的另一激光发生器0北)、另一伸缩 式光学装置组(38b)、另一扫描器(39b)以及另一聚焦装置Glb)；其中，第一功能组(36a) 的扫描器(39a)和聚焦装置(41a)在带材的上方设置在带材的一侧，而第二功能组(36b) 的扫描器(39b)和聚焦装置(41b)在带材的上方设置在关于经过所述带材的纵向轴线07) 的几何面(56)相对的带材一侧；第一功能组的窗口(61a)与带材06)的第一半幅宽部(A) 相关联；限制板(58b)限定第二窗口(61b)，该第二窗口用于被引向带材的另一半幅宽部 (B)的处理区域的激光束(52b)，并且，在第二窗口(61b)的区域中设有具有气态屏障功能 的第二保护装置(42b)。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，该激光划 刻设备还包括具有线性电视摄像机的电视单元(98)和图像处理器，以便使所获得的图像 停留并分析该图像以及检验可见损伤的存在，并对与所述处理相关的参数提供指示。
16.一种用于处理运动的带材06)形式的取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，所述激 光划刻设备包括激光束发生器G3a，4;3b)、用于根据预定角度扫描激光束G9a，49b)的可 旋转镜面扫描器(39a，39b)、以及光学聚焦装置Gla，41b)，其中，该光学聚焦装置横向于 带材06)延伸并靠近带材( )，以便接收扫描光束(51a，51b)并将光束聚焦在带材06) 的处理区域上，所述激光划刻设备0 的特征在于，该激光划刻设备包括限制装置(81a， 81b)，所述限制装置设置于扫描器(39a，39b)和光学聚焦装置(41a，41b)之间并包括两个 隔阻台(82，83)，所述隔阻台用于调节激光束G9a，49b)的扫描扇形区的角度，所述隔阻台 (82,83)可调节以便根据带材06)的宽度限制光束的幅度。
17.根据权利要求16所述的激光划刻设备(22)，其特征在于，隔阻台(82，83)可相互 移动以及自动旋转，以便将侧部定位成与激光束相切并且对应于按照光束的宽度所固定的 界限。
18.一种利用相对于带材06)横向扫描的激光束处理纵向运动的带材06)形式的 取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，所述激光划刻设备0 的特征在于，该激光划刻设 备包括两组激光处理装置(36a，36b)，分别包括激光束发生器G3a，4;3b)、用于扫描激光束 (49a, 49b)的扫描器(39a，39b)、以及光学聚焦装置Gla，41b)，所述光学聚焦装置横向于 带材06)延伸并靠近带材06)，以便接收扫描光束(51a，51b)并将光束聚焦在带材06) 的处理区域上，两组激光处理装置的扫描器(39a，39b)和光学装置关于经过带材06)的纵 向轴线咖的平面(56)偏置且镜像地布置，以处理所述带材06)的沿纵向的两个半幅宽 部(A， B)。
19.一种用于处理纵向运动的带材06)形式的取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，所 述激光划刻设备包括激光束发生器G3a，4;3b)、用于根据预定角度扫描激光束(49a，49b) 的扫描器(39a，39b)和光学聚焦装置Gla，41b)，所述光学聚焦装置横向于带材Q6)延伸 并靠近带材(26)，以便接收扫描光束(51a，51b)并将光束聚焦在带材06)的处理区域上， 所述激光划刻设备0 的特征在于，该激光划刻设备包括用于取回处理结果的电视单元 (98)以及对与所述处理相关的参数提供指示的图像处理器。
20.一种用于对纵向运动的带材06)形式的取向晶粒磁片进行表面处理的激光划刻 设备(22)，所述激光划刻设备包括激光束发生器03&，4北)、用于根据预定角度扫描激光束G9a，49b)的扫描器(39a，39b)、以及光学聚焦装置Gla，41b)，所述光学聚焦装置横向 于带材06)延伸并靠近带材06)以便接收扫描光束(51a，51b)并将光束聚焦在处理区域 上，所述激光划刻设备0 的特征在于，该激光划刻设备还包括支承框架(M)，该支承框 架具有用于所述带材06)的基准表面和将带材06)保持贴附到所述基准表面上的一组磁 体(96)。
全文摘要
本发明涉及一种用于在带材(26)沿纵向运动时处理取向晶粒磁片的激光划刻设备(22)，包括用于激光束(46a，46b)的激光发生器、具有可变焦距以形成具有根据焦距而变化的椭圆率的椭圆截面激光束(49a，49b)的柱状伸缩式光学装置组(38a，38b)、以及用于根据预定角度扫描激光束的可旋转镜面扫描器(39a，39b)。该划刻设备(22)还包括横向于带材(26)延伸的抛物面镜(54)，以便接收扫描激光束(51a，51b)并将该光束在带材(26)上沿处理路径(53a，53b)聚焦成大大伸长的椭圆光斑(55)，其中，所述伸缩式光学装置组(38a，38b)可调节以改变投射在带材(26)上的激光束(52a，52b)的椭圆截面中的一个轴的长度。
文档编号B23K26/08GK102105258SQ200980129125
公开日2011年6月22日 申请日期2009年7月13日 优先权日2008年7月25日
发明者F·马里奥蒂, G·萨万特-艾拉, M·佩纳斯, M·巴伊斯特罗基, 马泰奥·巴伊斯特罗基 申请人:R.T.M.股份公司, 根集团责任有限公司, 马泰奥·巴伊斯特罗基