CN104259142A - 一种光纤激光清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光设备技术领域，特别涉及一种光纤激光清洗机，包括：激光器系统、激光传输系统、光束调整系统、吸尘系统、监测系统、控制系统及移动平台。光束调整系统、吸尘系统及监测系统设置在移动平台上。激光器系统与激光传输系统连接；光束调整系统设置在激光传输系统的前端。吸尘系统的风口设置在工件的前侧。监测系统与控制系统连接；控制系统与光束调整系统、吸尘系统及移动平台连接。本发明提供的光纤激光清洗机，清洗效果好、效率高、自动化程度高。本发明提供的光纤激光清洗机，不会对工件造成损伤。此外，本发明提供的光纤激光清洗机，还设置了除尘系统，可以及时吸走清洗时产生的杂质，避免清洗好的工件产生二次污染。

Description

一种光纤激光清洗机

技术领域

本发明涉及激光设备技术领域，特别涉及一种光纤激光清洗机。

背景技术

传统的清洗设备一般是采用接触式清洗的工作原理，对清洗物体表面有较大的机械作用力，容易损伤物体的表面；在清洗的过程中，清洗散落的杂质容易附着在被清洗物体(工件)的表面，容易产生二次污染，导致清洗效果差。传统的清洗设备还存在清洗效率低、自动化程度低的缺点，整个清洗过程会浪费大量的人力和物力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种清洗效果好、自动化程度高，不会对工件造成损伤以及可以避免二次污染的光纤激光清洗机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤激光清洗机，包括：激光器系统、激光传输系统、光束调整系统、吸尘系统、监测系统、控制系统及移动平台。所述光束调整系统、吸尘系统及所述监测系统设置在所述移动平台上。所述激光器系统与所述激光传输系统连接，所述激光传输系统接收所述激光器系统产生的激光束，并对所述激光束进行耦合。所述光束调整系统设置在所述激光传输系统的前端，经过耦合的所述激光束入射至所述光束调整系统，所述光束调整系统对耦合的所述激光束进行整形、聚焦及振动处理后输出振动式平移的激光照射在工件上，实现对所述工件的清洗。所述吸尘系统的风口设置在所述工件的前侧，用于吸除清洗时产生的杂质。所述监测系统与所述控制系统连接，所述监测系统用于实时监控所述工件的清洁程度，并将所述工件的清洁程度信息上传至所述控制系统。所述控制系统与所述光束调整系统、吸尘系统及所述移动平台连接；所述控制系统根据所述监测系统上传的清洁程度信息，控制所述移动平台移动；所述控制系统还控制所述光束调整系统及所述吸尘系统工作。

进一步地，所述激光器系统包括：激光器及散热系统。所述激光器与所述激光传输系统连接。所述散热系统设置在所述激光器附近，用于对所述激光器散热。

进一步地，所述激光传输系统包括：激光能量光纤及激光耦合镜头。所述激光能量光纤的一端与所述激光器连接，另一端与所述激光耦合镜头连接；所述激光耦合镜头对所述激光能量光纤传导的激光进行耦合处理。

进一步地，所述光束调整系统包括：激光整形聚焦单元、振镜系统及出光单元。所述激光整形聚焦单元设置在所述激光耦合镜头的前端，所述激光整形聚焦单元对所述激光耦合镜头射出的耦合光束进行整形、聚焦处理。所述振镜系统设置在所述激光整形聚焦单元的前端，所述振镜系统对所述激光整形聚焦单元射出的光束进行振动处理，输出振动式平移的激光。所述出光单元设置在所述振镜系统的前端，所述振动式平移的激光通过所述出光单元射出，照射在所述工件上。

进一步地，还包括：外壳及密封圈。所述激光耦合镜头、激光整形聚焦系统、振镜系统及所述出光单元设置在所述外壳内。所述出光单元的前端设置在所述外壳外部；所述出光单元与所述外壳的连接处设置有所述密封圈，用于防止外部的杂质进入所述外壳内。

进一步地，还包括：金属软管。与所述控制系统连接的控制线、所述吸尘系统的导管及所述激光能量光纤设置在所述金属软管内。

进一步地，所述激光能量光纤的芯径为400-600微米。

进一步地，所述振镜系统中采用的振镜为一维反射镜。

进一步地，所述控制系统包括：激光器控制模块，用于发出第一控制信号控制所述激光器工作。吸尘系统控制模块，用于发出第二控制信号控制所述吸尘系统工作。移动平台控制模块，用于发出第三控制信号控制所述移动平台移动。振镜系统控制模块，用于发出第四控制信号控制所述振镜系统工作。处理模块，用于发出控制指令给所述激光器控制模块、振镜系统控制模块和吸尘系统控制模块，使所述激光器控制模块、振镜系统控制模块和所述吸尘系统控制模块同步产生控制信号；以及用于获取所述监测系统上传的反射光的反射功率信息，当上传的反射光的反射功率达到设定标准时，发出控制指定给所述移动平台控制模块，使所述移动平台控制模块产生第三控制信号。

本发明提供的光纤激光清洗机，能够通过振镜系统产生振动式平移的激光束对工件进行清洗，清洗效果好、效率高。本发明提供的光纤激光清洗机设置有监测系统和控制系统，可及时反馈工件的清洗状态，能够在工件清洗完成后自动前往下一个位置，对下一个工件进行清洗作业，自动化程度高。本发明提供的光纤激光清洗机，通过激光束达到对工件清洗的目的，与工件没有机械接触，不会对工件造成损伤。此外，本发明提供的光纤激光清洗机，还设置了除尘系统，可以及时吸走清洗时产生的杂质，避免清洗好的工件产生二次污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光纤激光清洗机的结构框图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供了一种光纤激光清洗机，包括：激光器系统(包括激光器及散热系统)、激光传输系统(包括激光能量光纤1及激光耦合镜头)、光束调整系统(包括激光整形聚焦单元、振镜系统及出光单元)、吸尘系统、监测系统、控制系统、外壳、密封圈、金属软管及移动平台。光束调整系统、吸尘系统及监测系统设置在移动平台上，移动平台能够在专门设置的轨道上移动，以带动光束调整系统、吸尘系统及监测系统到达不同的区域，实现对不同的工件进行清洗。参见图1，散热系统设置在激光器附近，用于对激光器散热。激光器通过激光能量光纤1与激光耦合镜头连接，激光耦合镜头对激光能量光纤1传导的激光进行耦合处理。激光整形聚焦单元设置在激光耦合镜头的前端，激光整形聚焦单元对激光耦合镜头射出的耦合光束进行整形、聚焦处理。振镜系统设置在激光整形聚焦单元的前端，振镜系统对激光整形聚焦单元射出的光束进行振动处理，输出振动式平移的激光(即光斑来回的摆动形成一条线性轨迹)。出光单元设置在振镜系统的前端，振动式平移的激光通过出光单元射出，照射在工件上，实现对工件的清洗。吸尘系统的风口设置在工件的前侧，用于吸除清洗时产生的杂质。参见图1，监测系统与控制系统连接，监测系统用于实时监控工件的清洁程度，并将工件的清洁程度信息上传至控制系统。控制系统与激光器、振镜系统、移动平台及吸尘系统连接；控制系统根据监测系统上传的清洁程度信息，控制移动平台移动；控制系统还控制振镜系统、移动平台及吸尘系统工作。

下面进一步地对控制系统的内部结构和工作方式进行介绍。控制系统包括：激光器控制模块，用于发出第一控制信号控制激光器工作，在具体设定中，可将第一控制信号进行分类，不同的控制信号可控制激光器发出不同频率和工作模式(如持续出光或间断出光)的激光。吸尘系统控制模块，用于发出第二控制信号控制吸尘系统工作。移动平台控制模块，用于发出第三控制信号控制移动平台移动；在实际应用中，将工件设定成不同的位置区域，通过第三控制信号能够控制移动平台到达指定或默认的位置区域。振镜系统控制模块，用于发出第四控制信号控制所述振镜系统工作。处理模块，用于发出控制指令给激光器控制模块、振镜系统控制模块和吸尘系统控制模块，使激光器控制模块、振镜系统控制模块和吸尘系统控制模块同步产生控制信号(激光器控制模块产生第一控制信号，吸尘系统产生第二控制信号，振镜系统产生第四控制信号)；此外，处理模块还用于获取监测系统上传的反射光的反射功率信息，当上传的反射光的反射功率达到设定标准(如反射功率为90％)时，发出控制指定给移动平台控制模块，使移动平台控制模块产生第三控制信号。控制系统能够保证激光器和吸尘系统同步工作，在工件清洗完成(通过反射光的功率判定)时，控制移动平台到达下一个工件区域。

参见图1，本发明实施例提供的光纤激光清洗机，激光耦合镜头、激光整形聚焦系统、振镜系统及出光单元设置在外壳内，形成一个封闭的集成结构。出光单元的前端设置在外壳外部，用于输出激光。出光单元与外壳的连接处设置有密封圈，用于防止外部的杂质进入外壳内，保证外壳内部各器件的稳定工作。与控制系统连接的控制线、吸尘系统的导管及激光能量光纤1设置在金属软管内，实现对控制线、导管和激光能量光纤1的保护。本发明实施例提供的光纤激光清洗机，激光能量光纤1的芯径为400-600微米，振镜系统中采用的振镜为一维反射镜。

下面对本发明实施例提供的光纤激光清洗机的工作原理进行介绍：控制系统控制激光器、吸尘系统和振镜系统同时工作。激光器发出激光，激光经激光能量光纤高效的传导至激光耦合镜头，激光耦合镜头对激光进行耦合处理。耦合的激光束传导至激光整形聚焦系统，实现对激光束的整形(整形形成平行光)、聚焦处理。经过整形、聚焦处理后的激光束传送至振镜系统进行振动处理，输出振动式平移的激光，振动式平移的激光通过出光单元射出，照射在工件上，实现对工件的清洗。

本发明实施例提供的光纤激光清洗机，能够产生振动式平移的激光束对工件进行清洗，清洗效果好、效率高。本发明实施例提供的光纤激光清洗机，方便拆卸和组装，可以搭载不同的激光光源系统应用于不同的场合进行清洗作业。本发明实施例提供的光纤激光清洗机设置有监测系统，可及时反馈工件的清洗状态，能够在工件清洗完成后自动前往下一个位置，对下一个工件进行清洗作业。此外，移动平台的设置可以对物体二维的或者三维的表面清洗，远远高于人手持清洗头的清洗精度，并且在作业的时候人身的安全性也得到大大的提高。本发明提供的光纤激光清洗机，通过激光束达到对工件清洗的目的，与工件没有机械接触，不会对工件造成损伤。此外，本发明提供的光纤激光清洗机，还设置了除尘系统，可以及时吸走清洗时产生的杂质，避免清洗好的工件产生二次污染。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种光纤激光清洗机，其特征在于，包括：激光器系统、激光传输系统、光束调整系统、吸尘系统、监测系统、控制系统及移动平台；

所述光束调整系统、吸尘系统及所述监测系统设置在所述移动平台上；

所述激光器系统与所述激光传输系统连接，所述激光传输系统接收所述激光器系统产生的激光束，并对所述激光束进行耦合；

所述光束调整系统设置在所述激光传输系统的前端，经过耦合的所述激光束入射至所述光束调整系统，所述光束调整系统对耦合的所述激光束进行整形、聚焦及振动处理后输出振动式平移的激光照射在工件上，实现对所述工件的清洗；

所述吸尘系统的风口设置在所述工件的前侧，用于吸除清洗时产生的杂质；

所述监测系统与所述控制系统连接，所述监测系统用于实时监控所述工件的清洁程度，并将所述工件的清洁程度信息上传至所述控制系统；

所述控制系统与所述光束调整系统、吸尘系统及所述移动平台连接；所述控制系统根据所述监测系统上传的清洁程度信息，控制所述移动平台移动；所述控制系统还控制所述光束调整系统及所述吸尘系统工作。

2.根据权利要求1所述的光纤激光清洗机，其特征在于，所述激光器系统包括：激光器及散热系统；

所述激光器与所述激光传输系统连接；

所述散热系统设置在所述激光器附近，用于对所述激光器散热。

3.根据权利要求2所述的光纤激光清洗机，其特征在于，所述激光传输系统包括：激光能量光纤及激光耦合镜头；

所述激光能量光纤的一端与所述激光器连接，另一端与所述激光耦合镜头连接；所述激光耦合镜头对所述激光能量光纤传导的激光进行耦合处理。

4.根据权利要求3所述的光纤激光清洗机，其特征在于，所述光束调整系统包括：激光整形聚焦单元、振镜系统及出光单元；

所述激光整形聚焦单元设置在所述激光耦合镜头的前端，所述激光整形聚焦单元对所述激光耦合镜头射出的耦合光束进行整形、聚焦处理；

所述振镜系统设置在所述激光整形聚焦单元的前端，所述振镜系统对所述激光整形聚焦单元射出的光束进行振动处理，输出振动式平移的激光；

所述出光单元设置在所述振镜系统的前端，所述振动式平移的激光通过所述出光单元射出，照射在所述工件上。

5.根据权利要求4所述的光纤激光清洗机，其特征在于，还包括：外壳及密封圈；

所述激光耦合镜头、激光整形聚焦系统、振镜系统及所述出光单元设置在所述外壳内；

所述出光单元的前端设置在所述外壳外部；所述出光单元与所述外壳的连接处设置有所述密封圈，用于防止外部的杂质进入所述外壳内。

6.根据权利要求3-5任一项所述的光纤激光清洗机，其特征在于，还包括：金属软管；

与所述控制系统连接的控制线、所述吸尘系统的导管及所述激光能量光纤设置在所述金属软管内。

7.根据权利要求3-5任一项所述的光纤激光清洗机，其特征在于，所述激光能量光纤的芯径为400-600微米。

8.根据权利要求4-5任一项所述的光纤激光清洗机，其特征在于，所述振镜系统中采用的振镜为一维反射镜。

9.根据权利要求4-5任一项所述的光纤激光清洗机，其特征在于，所述控制系统包括：

激光器控制模块，用于发出第一控制信号控制所述激光器工作；

吸尘系统控制模块，用于发出第二控制信号控制所述吸尘系统工作；

移动平台控制模块，用于发出第三控制信号控制所述移动平台移动；

振镜系统控制模块，用于发出第四控制信号控制所述振镜系统工作；

处理模块，用于发出控制指令给所述激光器控制模块、振镜系统控制模块和吸尘系统控制模块，使所述激光器控制模块、振镜系统控制模块和所述吸尘系统控制模块同步产生控制信号；以及用于获取所述监测系统上传的反射光的反射功率信息，当上传的反射光的反射功率达到设定标准时，发出控制指定给所述移动平台控制模块，使所述移动平台控制模块产生第三控制信号。