共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋼琴生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖3、4中所示，鋼琴共鳴盤中琴弦需從弦枕上繞過，鐵板上弦枕為其關(guān)鍵的受力點之一，一根單弦在撥到標(biāo)準(zhǔn)音后其弦張力平均可達(dá)到10kgf左右，琴弦在長期演奏或調(diào)律過程中，對上弦枕產(chǎn)生較大的摩擦及壓力，將原本平整順滑的弦枕R弧面破壞成凹凸不平的鋸齒形，從而產(chǎn)生雜音及音色過渡不均衡或不干凈，嚴(yán)重影響了鋼琴的音質(zhì)音色?，F(xiàn)行鐵板材質(zhì)為灰口鑄鐵HT150，硬度在HRB80左右，弦枕的硬度無法滿足長期演奏或調(diào)律過程中的需求，因此目前行業(yè)內(nèi)弦枕也采用一種激光熱處理的技術(shù)，主要是采用單獨的激光器通過對氣體介質(zhì)進(jìn)行高溫加熱產(chǎn)生激光，激光再通過光路及鏡片傳達(dá)至激光頭對工作面進(jìn)行加工。存在的問題是，目前激光加工的自動化程度低，由于弦枕的結(jié)構(gòu)不規(guī)整，熱處理區(qū)為復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致熱處理過程中弦枕硬度不一致。而且現(xiàn)有的設(shè)備占地空間大，工藝復(fù)雜，輸出功率不穩(wěn)定。特別是當(dāng)輸出功率不穩(wěn)定時，會進(jìn)一步弓I起激光對部件熱處理硬度高低不一致，若功率提高就會引起部件表面熱熔或冷裂紋，功率降低，部件硬度就會變低，同時弦枕硬度不一致導(dǎo)致鋼琴音色過渡不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，能夠有效保證弦枕熱處理區(qū)表面淬火硬度及深度的均勻性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，激光頭安裝在機(jī)械臂的前端，激光頭與激光器連接，機(jī)械臂固定安裝在工作平臺上，工作平臺上設(shè)有用于固定共鳴盤的定位裝置。
[0005]所述的機(jī)械臂中，底座與工作平臺固定連接，第一臂通過垂直軸與底座連接;第二臂通過水平的第二臂轉(zhuǎn)軸與第一臂連接，第三臂通過水平的第三臂轉(zhuǎn)軸與第二臂連接，第四臂通過軸向轉(zhuǎn)軸與第三臂連接，第五臂通過與第五臂軸線垂直的第五臂轉(zhuǎn)軸與第四臂連接，激光座通過軸向轉(zhuǎn)軸與第五臂連接，激光頭固定安裝在激光座上。
[0006]激光頭固定安裝在激光座的側(cè)壁。
[0007]第一臂與底座之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±185°，旋轉(zhuǎn)速度為110?140°/S。
[0008]第二臂與第一臂之間的旋轉(zhuǎn)范圍為+35°—135°，旋轉(zhuǎn)速度為90?110°/s。
[0009]第三臂與第二臂之間的旋轉(zhuǎn)范圍為+158°—120°，旋轉(zhuǎn)速度為110?140°/s。
[0010]第四臂與第三臂之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±350°，旋轉(zhuǎn)速度為240?280°/S。
[0011]第五臂與第四臂之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±119°，旋轉(zhuǎn)速度為230?260°/S。
[0012]激光座與第五臂之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±350°，旋轉(zhuǎn)速度為310~335°/s。
[0013]激光頭的重復(fù)定位精度為±0.02mm，激光器輸出功率穩(wěn)定性I98%。
[0014]本實用新型提供的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，通過采用多軸的機(jī)械臂，激光頭的重復(fù)定位精度為±0.02mm;通過對激光器中半導(dǎo)體介質(zhì)進(jìn)行高溫加熱產(chǎn)生激光，產(chǎn)生的激光直接通過激光頭對工件進(jìn)行加工，采用數(shù)控程序，使得激光器輸出功率穩(wěn)定性I 98%，有效確保熱處理區(qū)表面淬火硬度及深度的均勻性。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0016]圖1為本實用新型裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為共鳴盤的立體圖。
[0019]圖4為弦枕的橫截面示意圖。
[0020]圖中:共鳴盤丨，弦枕2，熱處理區(qū)3，工作平臺4，底座5，第一臂6，第二臂7，第二臂轉(zhuǎn)軸71，第三臂8，第三臂轉(zhuǎn)軸81，第四臂9，第五臂10，第五臂轉(zhuǎn)軸101，激光頭11，激光座12，冷卻裝置13，定位裝置14，激光器15。
【具體實施方式】
[0021]如圖1?4中，一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，激光頭11安裝在機(jī)械臂的前端，激光頭11與激光器12連接，還設(shè)有冷卻裝置13與激光器12和激光頭11連接，機(jī)械臂固定安裝在工作平臺4上，工作平臺4上設(shè)有用于固定共鳴盤I的定位裝置14。
[0022]所述的機(jī)械臂中，底座5與工作平臺4固定連接，第一臂6通過垂直軸與底座5連接；第二臂7通過水平的第二臂轉(zhuǎn)軸71與第一臂6連接，第三臂8通過水平的第三臂轉(zhuǎn)軸81與第二臂7連接，第四臂9通過軸向轉(zhuǎn)軸與第三臂8連接，第五臂10通過與第五臂10軸線垂直的第五臂轉(zhuǎn)軸101與第四臂9連接，激光座12通過軸向轉(zhuǎn)軸與第五臂10連接，激光頭11固定安裝在激光座12上。通過以上結(jié)構(gòu)，所有動作均通過控制柜及程序操作面板下達(dá)指令后自動對共鳴盤I弦枕表面的熱處理區(qū)3進(jìn)行激光硬化處理;通過采用六軸機(jī)器人，使得激光頭的重復(fù)定位精度為土0.02mm;激光器輸出功率穩(wěn)定性2 98%，從而有效確保熱處理區(qū)表面淬火硬度及深度的均勻性。
[0023]優(yōu)選的方案中，激光頭11固定安裝在激光座12的側(cè)壁。
[0024]第一臂6與底座5之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±185°，旋轉(zhuǎn)速度為110?140°/s。優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速度為128°/S。
[0025]第二臂7與第一臂6之間的旋轉(zhuǎn)范圍為+35°—135°，旋轉(zhuǎn)速度為90?110°/s。優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速度為102°/s。
[0026]第三臂8與第二臂7之間的旋轉(zhuǎn)范圍為+158°—120°，旋轉(zhuǎn)速度為110?140°/s。優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速度為128°/S。
[0027]第四臂9與第三臂8之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±350°，旋轉(zhuǎn)速度為240?280°/s。優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速度為260°/S。
[0028]第五臂10與第四臂9之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±119°，旋轉(zhuǎn)速度為230?260°/s。優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速度為245°/S。
[0029]激光座12與第五臂10之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±350°，旋轉(zhuǎn)速度為310?335°/s。優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速度為322°/S。通過以上的結(jié)構(gòu)，能夠確保具有復(fù)雜曲面的共鳴盤弦枕熱處理區(qū)表面淬火硬度及深度的均勻性，在確保加工精度的同時也能夠具有較高的加工效率，即在互相矛盾的參數(shù)之間達(dá)到平衡。
[0030]在熱處理之前，將共鳴盤I通過定位裝置14定位至工作平臺4上，使機(jī)械臂在程序執(zhí)行時的工作范圍滿足共鳴盤I弦枕激光掃描的運行軌跡。本例中，激光頭工作半徑范圍為2033mmo
[0031]啟動程序，采用激光頭上的紅外線裝置檢查紅外線照射在弦枕2上的紅色光運動是否按要求的區(qū)域軌跡進(jìn)行，若不是，則采取機(jī)器人自動程序修正記錄，并重新執(zhí)行修正程序，直至符合要求位置。然后按程序設(shè)定的功率，將激光功率升至設(shè)計的功率值，進(jìn)行激光掃描弦枕操作。
[0032]激光掃描操作時，調(diào)出被加工產(chǎn)品數(shù)控程序，啟動機(jī)械臂的控制柜，按程序預(yù)先設(shè)定激光頭11的位置及焦距自動移至共鳴盤I，之后按程序設(shè)定的功率500W?3000W以500?1500mm/min的掃描速度對部件進(jìn)行硬化處理，其中激光相變硬化功率密度達(dá)到104?105W/cm2，硬化深度0.1111111~1.5_，加熱速度達(dá)105~106°(:/8，冷卻速度達(dá)105°(:/8，實現(xiàn)熱處理區(qū)3的工作表面極快升溫到高于相變點低于熔化溫度;光束離開后，冷態(tài)基體的熱傳導(dǎo)使熱處理區(qū)3迅速冷卻而產(chǎn)生自淬火，來實現(xiàn)熱處理區(qū)3工作表面的硬化。
[0033]上述的實施例僅為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對于本實用新型的限制，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:激光頭(11)安裝在機(jī)械臂的前端，激光頭(11)與激光器(12)連接，機(jī)械臂固定安裝在工作平臺(4)上，工作平臺(4)上設(shè)有用于固定共鳴盤(I)的定位裝置(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:所述的機(jī)械臂中，底座(5)與工作平臺(4)固定連接，第一臂(6)通過垂直軸與底座(5)連接;第二臂(7)通過水平的第二臂轉(zhuǎn)軸(71)與第一臂(6)連接，第三臂(8)通過水平的第三臂轉(zhuǎn)軸(81)與第二臂(7)連接，第四臂(9)通過軸向轉(zhuǎn)軸與第三臂(8)連接，第五臂(10)通過與第五臂(10)軸線垂直的第五臂轉(zhuǎn)軸(101)與第四臂(9)連接，激光座(12)通過軸向轉(zhuǎn)軸與第五臂(10)連接，激光頭(11)固定安裝在激光座(12)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:激光頭(11)固定安裝在激光座(12)的側(cè)壁。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:第一臂(6)與底座(5)之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±185°，旋轉(zhuǎn)速度為110?140°/S。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:第二臂(7)與第一臂(6)之間的旋轉(zhuǎn)范圍為+35°—135°，旋轉(zhuǎn)速度為90?110°/S。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:第三臂(8)與第二臂(7)之間的旋轉(zhuǎn)范圍為+158°~-120°，旋轉(zhuǎn)速度為110?140°/S。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:第四臂(9)與第三臂(8)之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±350°，旋轉(zhuǎn)速度為240?280°/S。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:第五臂(10)與第四臂(9)之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±119°，旋轉(zhuǎn)速度為230?260°/S。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:激光座(12)與第五臂(10)之間的旋轉(zhuǎn)范圍為±350°，旋轉(zhuǎn)速度為310~335°/s。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，其特征是:激光頭的重復(fù)定位精度為±0.02mm，激光器輸出功率穩(wěn)定性I 98%。
【專利摘要】本實用新型提供一種共鳴盤鐵板弦枕激光熱處理裝置，激光頭安裝在機(jī)械臂的前端，激光頭與激光器連接，機(jī)械臂固定安裝在工作平臺上，工作平臺上設(shè)有用于固定共鳴盤的定位裝置。通過采用多軸的機(jī)械臂，激光頭的重復(fù)定位精度為±0.02mm；通過對激光器中半導(dǎo)體介質(zhì)進(jìn)行高溫加熱產(chǎn)生激光，產(chǎn)生的激光直接通過激光頭對工件進(jìn)行加工，采用數(shù)控程序，使得激光器輸出功率穩(wěn)定性≥98%，有效確保熱處理區(qū)表面淬火硬度及深度的均勻性。
【IPC分類】C21D1/09, G10C9/00, C21D9/00
【公開號】CN205230567
【申請?zhí)枴緾N201521070241
【發(fā)明人】羅揚
【申請人】宜昌金寶樂器制造有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月21日