近十余年來，激光表面強化設備技術(shù)不僅在研究和開發(fā)方面迅速發(fā)展,在工業(yè)應用方面也取得了長足進步，成為表面處理和表面工程一個十分活躍的新興領(lǐng)域[1,7]。目前，用于實現(xiàn)零件表面強韌化及再制造的激光設備主要是CO2激光成套設備，然而，該類設備具有能量利用率低、CO2設備體積龐大、能量分布均勻性較差、無法實現(xiàn)光纖傳輸?shù)忍攸c，很難勝任復雜零件的曲面強化加工和再制造，而且CO2激光器的功率穩(wěn)定性較差，其功率的變化也會引起功率密度分布形式和范圍的變化，給工藝制定帶來極大不便[8]。與傳統(tǒng)高功率CO2激光不同，高功率半導體激光器具有體積小、輕便靈活、電光轉(zhuǎn)換效率高、能量分布均勻、與材料交互作用的吸收率高、能實現(xiàn)溫度-功率閉環(huán)控制等特點[9-12]，因此，新型半導體激光器可以直接通過機器人手臂前端固定，由此組合的新型激光裝備能處理其它方法無法處理的大型復雜工件的表面，具有無污染、易操控、高柔性、硬度均勻、強韌性好、變形小、耐磨性高，后續(xù)加工量小等特點。同時，與車載系統(tǒng)組合，可組成移動式現(xiàn)場表面強韌化及再制造裝備，適用于大型不易拆卸工件的現(xiàn)場表面強化及再制造；與龍門機床組合，可組成汽車模具表面強韌化及再制造裝備。本文報道了該類激光表面強化裝備的研制和應用。
            2.半導體激光智能化裝備的研制
            2.1 半導體激光智能化裝備的構(gòu)成 我公司在國內(nèi)率先開發(fā)的一套半導體激光表面強化及再制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)由半導體激光器、六軸機器人系統(tǒng)、龍門機床及專業(yè)控制系統(tǒng)等組成，將機器人倒掛在龍門機床的頂部，并且于機器人手臂前端固定半導體激光器，溫度傳感器固定于激光器的一側(cè)。在龍門機床內(nèi)可擺放一系列工件，通過龍門機床及六軸機器人實現(xiàn)高效、精確的加工，可對任意復雜曲面的工件表面進行強化。龍門機床尺寸可根據(jù)工件尺寸按需定制也可根據(jù)需求選擇是否配備專用于激光熔覆的送粉器。  

              2.2 半導體激光智能化裝備的控制系
              通過加裝溫度傳感裝置，激光測距儀，再輔以激光先進性制造工藝專家系統(tǒng)，可以實現(xiàn)激光加工過程的距離、溫度、軌跡、處理效果的智能化控制，控制系統(tǒng)的示意圖。
             首先，在中央控系統(tǒng)輸入激光表面強化及再制造所要達到的效果，系統(tǒng)自動從激光表面強化設備及再制造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫調(diào)出工藝參數(shù)，然后通過中央控制系統(tǒng)發(fā)出指令給激光器、機器人系統(tǒng)、紅外測溫儀以及距離傳感器。機器人系統(tǒng)根據(jù)給出的指令調(diào)用程序，激光器輸出功率參數(shù)，距離傳感器及紅外測溫儀實時監(jiān)控激光加工區(qū)的溫度以及加工距離。然后，距離傳感器以及紅外測溫儀根據(jù)實時監(jiān)測到的溫度及加工距離數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成電信號，再通過與中央控制系統(tǒng)的連接將信號傳輸給中央控制系統(tǒng)；中央控制系統(tǒng)通過對溫度及加工距離信號數(shù)據(jù)的處理運算，反饋出信息給激光器和機器人系統(tǒng)，激光器和機器人根據(jù)反饋的信號調(diào)整功率輸出和加工距離，這樣就實現(xiàn)了溫度-功率閉環(huán)控制和加工距離智能化控制，實現(xiàn)了激光加工過程的智能化控制。

             3 工藝實驗及應用實例 近年來，利用研發(fā)的智能化設備，開展了大量激光強韌化及再制造的工藝實驗，在此基礎上實現(xiàn)了大量的工程應用，取得了很好的效果。