(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202210562914.1
(22)申请日 2022.05.23
(71)申请人 喆烯新材 (北京) 科技有限公司
地址 102400 北京市房山区燕山燕新 南路
18号院12号楼 2层
(72)发明人 周素超 陈韵吉 吕海娜 孙宝国
杨玉娜 陈彦鹏
(74)专利代理 机构 北京沃杰永益知识产权代理
事务所(普通 合伙) 11905
专利代理师 孟宏伟
(51)Int.Cl.
B23K 26/352(2014.01)
B23K 26/70(2014.01)
B23K 26/08(2014.01)
B23K 37/053(2006.01)G06F 30/17(2020.01)
(54)发明名称
飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法、
装置及应用
(57)摘要
本发明公开是关于一种飞秒激光进行轧辊
辊面无序微造型的方法、 装置及应用, 涉及集流
体表面微造型领域, 获取辊面微造型分布及基础
面积计算参数; 根据上述参数以及Lloyd ’s算法,
建立二维平面内随机布点模型, 生成CVT图形; 计
算各Voronoi图元的面积和质心,统计学分析所
有多边形的面积是否符合正态分布; 如果不符合
正态分布, 则将Voronoi图元种子点移动到质心,
重新生成CVT图; 如果符合正态分布, 则计算各图
元内的微造型基底面积; 将基本加工单元中最终
确定的服从正态分布的CVT图元的质心点集坐标
映射到轧辊辊面, 并生成相应的圆柱坐标。 本公
开技术方案能够形成形貌和分布可控的无序分
布的微型凸台, 各向同性度较好。
权利要求书2页 说明书7页 附图7页
CN 114833455 A
2022.08.02
CN 114833455 A
1.一种飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法, 其特征在于, 该飞秒激光进行轧辊
辊面无序微造型的方法还 包括:
步骤一: 获取辊面 微造型分布及基础面积计算 参数;
步骤二: 根据 步骤一的参数以及Lloy d’s算法, 建立二维平面 内随机布点模型, 生成CVT
图形;
步骤三: 计算各Voronoi图元的面积和质心,统计学分析所有多边形的面积是否符合正
态分布; 如果不符合正态分布, 则将Voronoi图元种子点移动到质心, 重新生成CVT图; 如果
符合正态分布, 则计算各图元内的微造型基底面积;
步骤四: 将基本加工单元中最终确定的服从正态分布 的CVT图元的质心点集坐标映射
到轧辊辊面, 并生成相应的圆柱坐标。
2.根据权利要求1所述的一种飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法, 其特征在于,
所述步骤一: 获取辊面 微造型分布及基础面积计算 参数, 其具体为:
获取参数包括: 辊长L、 辊径R、 基本加工单元边长a,平均图元长度e及平均微造型基础
面积s。
3.根据权利要求1所述的一种飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法, 其特征在于,
所述步骤二: 根据步骤一的参数以及Lloyd ’s算法, 建立二维平 面内随机布 点模型, 生成CVT
图形, 其具体为:
在欧几里德平面上 给出了一组有限的点{p1, . .., pn}:
(1)首先在数据集中随机 选定k个初始点;
(2)计算k个站点的Voro noi图;
(3)整合Voro noi图的每个单元格, 并计算 其质心(Cx,Cy):
(4)然后将每 个站点(k)移动到其Voro noi单元的质心。
4.一种适用于根据权利要求1 ‑3任一所述的一种飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的
方法的微造型系统, 其特 征在于, 该微造型系统包括:
参数获取系统, 用于获取辊面 微造型分布及基础面积计算 参数;
模型生成系统, 用于根据参数获取系统的参数以及Lloy d’s算法, 建立二维平面内随机
布点模型, 生成CVT图形;
模型分析系统: 用于计算各Voronoi图元的面积和质心,统计学分析所有多边形的面积
是否符合正态分布; 如果不符合正态分布, 则将Voronoi图元种子点移动到质心, 重新生成
CVT图; 如果符合 正态分布, 则计算各图元内的微造型基底面积;
微造型凸台的位置坐标输出系统, 用于将基本加工单元中最终确定的服从正态分布的
CVT图元的质心点 集坐标映射到轧辊 辊面, 并生成相应的圆柱坐标。
5.一种适用于根据权利要求1 ‑3所述的一种飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法
的微造型设备, 其特 征在于, 该设备包括:
底座;
辊安装单 元, 所述辊安装单 元设置于底座上;权 利 要 求 书 1/2 页
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2飞秒激光加工单元, 所述飞秒激光加工单元设置于底座的一端, 且沿底座的长度方向
往复运动。
6.根据权利要求5所述的一种用飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型设备, 其特征在于,
所述飞秒激光加工单 元包括:
限位双轨, 所述限位双轨设置 于底座上;
驱动电机, 所述驱动电机设置 于限位双轨的一端;
机械手组件, 所述机 械手组件设置 于驱动电机的驱动端;
激光头组件, 所述激光头组件安装于 机械手组件上。
7.根据权利要求6所述的一种用飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型设备, 其特征在于,
所述机械手组件 包括:
机械手滑块以及造型驱动结构, 其中,
所述机械手滑块 安装在驱动电机的驱动端;
所述造型驱动结构设置 于机械手滑块上。
8.根据权利要求7所述的一种用飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型设备, 其特征在于,
所述造型驱动结构上设有用于安装激光头组件的安装部 。
9.一种根据权利要求1 ‑3任一所述的飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法在集流
体箔材表面形貌处 理领域的应用。权 利 要 求 书 2/2 页
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专利 飞秒激光进行轧辊辊面无序微造型的方法、装置及应用
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