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(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 2 CN 114833455 A 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 3 CN 114833455 A 3

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