CN108080790B - 一种激光除锈机及其除锈方法 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案包括与腔体一端连接并与其同轴的进线器和与腔体另一端连接的振镜部，其特征在于：所述腔体包括以其轴线为分界线分割形成的上腔和下腔，所述上腔中设有多条自进线器伸入上腔的电路线，多条所述电路线自上腔另一端伸入振镜部，所述下腔中自进线器向振镜部靠近的方向设有发射器、变焦器和照相系统；所述下腔中还设有风冷器，和场镜，本发明的设备高效便捷，使用寿命长，利于对各种部件进行除锈。

Description

一种激光除锈机及其除锈方法

技术领域

本发明涉及除锈设备技术领域，特别涉及一种激光除锈机。

背景技术

除锈工艺对加工行业来说，是很重要的一个步骤，许多企业在加工或组装过程中必不可少的需要用到这个工艺，而传统的除锈大多为手工除锈，这样虽然效率很低，但是好处在于可以对一些表面凹凸不平的部件进行仔细的清除，但随着社会的发展，竞争越来越激烈，以往人为除锈已经不能满足市场的需求，为了解决这个现状，出现了一些技术方面的改进，如CN 201610986098.1的激光除锈设备及其控制方法专利，通过设置工作台上的具体结构，使激光可以对零部件的端面或齿面进行除锈，虽然这个技术方案可以提高一些除锈的效率，但是还存在着以下缺陷，

1、通过工作台上的二轴变位机来移动激光器，使其对零部件进行除锈，这样的方式不仅成本高，同时对二轴变位机的精度要求很高，稍有偏差，就会对锈迹旁边的零部件产生灼伤；

2、因为锈迹是自然形成，因此形状不一，该设备在除锈前需人工校准除锈部位，费时费力，并且在除锈过程中缺乏对工作程度及过程的监控。

发明内容

本发明是鉴于上述问题作出的，通过提供改变激光器的整体结构，提供一种既方便高效又对整体工作进行实时监控的除锈设备，具体的，包括与腔体一端连接并与其同轴的进线器和与腔体另一端连接的振镜部，其特征在于：所述腔体包括以其轴线为分界线分割形成的上腔和下腔，所述上腔中设有多条自进线器伸入上腔的电路线，多条所述电路线自上腔另一端伸入振镜部，所述下腔中自进线器向振镜部靠近的方向设有发射器、变焦器和照相系统；所述发射器射出的激光束与腔体的轴向一致，且经过变焦器后进入照相系统，经过照相系统后进入振镜部；所述照相系统上设有照相设备，所述照相设备以其垂直于激光束方向设置的方式设在靠近振镜部一侧的腔体端面上；

所述下腔中还设有风冷器，所述风冷器包括门架和与所述门架转动连接的制冷体，所述风冷器以制冷体在门架上转动的方式提供下腔内部的冷却风；

所述振镜部的下方设有场镜，所述场镜上设有与其转动连接的照明组，所述照明组沿靠近或远离所述场镜中心线的方向转动。

所述发射器的功率P≥30W，所述发射器发出的激光束波段为1064nm。

优选的，所述门架包括互相平行的两个支撑架，所述制冷体的两端分别与两个支撑架连接，所述制冷体两端设有转轴，所述制冷体以转轴为支撑点在支撑架上转动；

所述制冷体一端设有风管连接孔，所述风管连接孔与风管连接，为制冷体提供制冷风。

具体的，上述结构保证了风冷器的常规转动，而由于除锈剂工作时的特殊性，直吹式风冷不能满足其上腔和下腔内部的冷却，因此转动式风冷器满足了除锈剂正常工作时的需要。

优选的，所述制冷体包括轴孔，所述轴孔一端与风管连接孔连通，并向制冷体内部延伸，所述轴孔上分布有若干个流风通道，所述流风通道自远离轴孔的方向延伸并使轴孔与制冷体表面通路，使制冷体表面形成与流风通道数量一致的冷风口。

具体的，上述结构，保证了从风管通入冷却风后，先经过轴孔，再由轴孔传递至流风通道中，进而对下腔的冷却和上腔的冷却风进行了区分，保证了不同的风冷程度。

优选的，所述冷风口包括侧部冷风口和上部冷风口，所述侧部冷风口设在靠近变焦器一侧的制冷体上，所述上部冷风口设在靠近上腔一侧的制冷体上，所述制冷体转动时，所述侧部冷风口对变焦器以及发射器进行冷却，所述上部冷风口对上腔中的电路线进行冷却。

具体的，上述结构保证了上腔的风冷程度大于下腔的风冷程度，保证了风冷系统一方面会明显降低腔体的中的温度，另一方面保证风冷不会影响到激光束的正常轨迹，保证其正常的工作精度。

优选的，所述照明组包括架体和两个发光部，所述架体包括与腔体端面连接并向场镜方向延伸的两个延伸架，两个所述延伸架的另一端分别设有互相对称的连扳，所述连扳下端连接转接板，所述转接板与发光部转动连接，两个所述发光部分别与两个转接板连接后，形成互相对称的结构。

具体的，上述结构保证了照明组的稳定性，也提供了其可转动配合照相系统的连接方式，实现了照明系统对除锈设备工作时的监控。

优选的，所述转接板包括与连扳连接的横板，所述横板两端分别向下沿伸有纵板，所述纵板上设有滑槽孔，所述发光部两端设有与横板连接的中轴，所述发光部上还设有延伸至滑槽孔中的偏轴，所述发光部以中轴为支点沿滑槽孔的轨迹方向转动。

具体的，上述结构为照明组的转动结构，在该结构的实施下，能有效的使照明组随激光束的工作区域的变化而转动，对除锈区域提供了持续而稳定的照明。

优选的，所述滑槽孔自横板底部以整体形成为弧形轨迹的方式向上延伸，弧形的所述滑槽孔两端到其中心的夹角为45°。

具体的，上述滑槽孔的设计，保证了照明组转动的合理性，使其转动的轨迹包含了照相系统的照相轨迹，在设备工作过程中，对除锈范围的照明更加完整，便于监控。

优选的，所述照相设备包括照相机和变径体，所述照相机设在所述腔体外部，通过所述变径体与腔体连接，所述变径体另一端伸入至下腔中，所述照相机的照相路径进入变径体后，反射至与激光束同轴。

具体的，照相设备外置，减小了腔体的大小，节约了成本，另一方面，通过变径体使照相设备的照相轨迹与激光束同轴，实现了其精准的对除锈区域的拍照以及监控，提供了便捷高效的除锈设备。

优选的，所述变径体反射照相路径的具体结构为，所述变径体为内部中空的形状，且远离所述照相机的一端设有倾斜的合束镜，所述变径体上设有使激光束通路的第一通孔和第二通孔，所述发射器发处的激光束自第一通孔进入变径体，穿过所述合束镜后自第二通孔射出。

具体的，上述结构实现了照相机的照相轨迹与激光束同轴的效果，并保证了该效果的稳定性和耐久性，使设备整体的工作精度进一步提高。

优选的，所述变径体中设有镜架，所述镜架与激光束的夹角为45°，所述合束镜设在所述镜架上且与其方向一致，所述照相机的照相路径通过合束镜后被折射至与激光束同轴。

具体的，上述角度为改变照相机照相轨迹的最佳角度，距离短，精度高，实现了照相机对除锈区域的高精度拍照及监控。

优选的，上述设备的具体步骤为：

步骤1、将物体置于场镜下方的，使其在激光束的照射范围内；

步骤2、照明组将光源对准物体，保证物体的视野清晰；

步骤2、照相系统对物体进行拍照，并确认除锈区域；

步骤3、发射器发出激光束，激光束通过变焦器和照相系统后，进入振镜部，通过振镜部中的振镜反射后，穿过场镜，到达除锈区域进行除锈工作；

步骤4、发射器正常工作时，照相系统依靠其照相路径与激光束同轴，来对除锈区域进行监控，保证质量，同时在通过变焦器和振镜调节激光束的坐标值时，照明组依照激光束所到达的位置对除锈区域进行照明，保证除锈区域视野清晰。

步骤5、在步骤1至步骤4过程的同时，风冷器对腔体内部进行冷却。

有益效果

1、上述结构的除锈设备，能极大的提高除锈效率，通过其上设置的变焦器，能在减小成本的前体下，实现对表面凹凸不平的零部件的除锈工作，节省了人力物力。

2、通过设置照相系统，能在除锈前对除锈部位进行拍照，并通过控制系统进行辨认，自动对生锈部位进行除锈，省去了人工调整待除锈零部件的位置以及对激光器的手动调节，同时在除锈过程中，对零部件进行监控，避免出现误差，并且该照相设备设在腔体外部，有效的减小腔体的体积，方便放置，并且其照相路径与激光束同轴，保证了高度精确。

3、由于除锈机的特殊性，在工作时需集中对一个区域进行激光扫描，因此，冷却系统需设置成转动式，对上腔和下腔进行冷却。

4、照明系统也需对应振镜部中振镜的转动，同时转动至合适位置，以便照相系统可以清晰的监控零部件的除锈区。

附图说明

图1是表示实施例的除锈机的立体图。

图2是表示实施例的除锈机内部结构的主视图。

图3是表示实施例的照相系统的左视图。

图4是表示实施例的照相系统的右视图。

图5是表示实施例的风冷器的立体图。

图6是表示实施例的制冷体的后视图方向的剖面图。

图7是表示实施例的振镜部和照明组的组合示意图。

图8是表示实施例的照明组的左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1至8所示，本实施例提供了一种激光除锈机，包括与腔体一端连接并与其同轴的进线器4和与腔体另一端连接的振镜部3，所述腔体包括以其轴线为分界线分割形成的上腔1和下腔2，所述上腔1和下腔2之间设有隔板5，所述上腔1中设有多条自进线器4伸入上腔的电路线，多条所述电路线自上腔1另一端伸入振镜部3，所述下腔2中自进线器4向振镜部3靠近的方向设有发射器21、变焦器22和照相系统23；

所述发射器21的输入端与进线器4中的电路线连接，输出端朝向振镜部3方向；

所述发射器21的功率P为30W，所述发射器21发出的激光束波段为1064nm。

所述发射器21射出的激光束与腔体的轴向一致，且经过变焦器22后进入照相系统23，经过照相系统23后进入振镜部3；所述照相系统23上设有照相设备231，所述照相设备231以其垂直于激光束方向设置的方式设在靠近振镜部3一侧的腔体端面上；

所述照相设备231包括照相机232和变径体233，所述照相机232设在所述腔体外部，通过所述变径体233与腔体连接，所述变径体233另一端伸入至下腔2中，所述照相机232的照相路径进入变径体233后，反射至与激光束同轴。优选的，照相机为CCD(电荷耦合元件)摄像机。

所述变径体233反射照相路径的具体结构为，所述变径体233为内部中空的形状，且远离所述照相机232的一端设有倾斜的合束镜234，所述变径体233上设有使激光束通路的第一通孔235和第二通孔236，所述发射器21发处的激光束自第一通孔235进入变径体233，穿过所述合束镜234后自第二通孔236射出。

所述变径体233中设有镜架237，所述镜架237与激光束的夹角为45°，所述合束镜234设在所述镜架237上且与其方向一致，所述照相机232的照相路径通过合束镜234后被折射至与激光束同轴。

所述下腔2中还设有风冷器24，所述风冷器24包括门架241和与所述门架241转动连接的制冷体242，所述风冷器24以制冷体242在门架241上转动的方式提供下腔2内部的冷却风；

所述门架241包括互相平行的两个支撑架2411，所述制冷体242的两端分别与两个支撑架2411连接，所述制冷体242两端设有转轴243，所述制冷体242以转轴243为支撑点在支撑架2411上转动；

所述制冷体242靠近发射器21的一端设有风管连接孔244，所述风管连接孔244与设备外部风管连接，为制冷体242提供制冷风。

所述制冷体242包括轴孔245，所述轴孔245一端与风管连接孔243连通，并向制冷体242内部延伸，所述轴孔245上分布有若干个流风通道246，所述流风通道246自远离轴孔245的方向延伸并使轴孔245与制冷体242表面通路，使制冷体242表面形成与流风通道246数量一致的冷风口247。

所述冷风口247包括侧部冷风口248和上部冷风口249，所述侧部冷风口248设在靠近变焦器22一侧的制冷体242上，所述上部冷风口249设在靠近上腔1一侧的制冷体242上，所述制冷体242转动时，所述侧部冷风口248对变焦器22以及发射器21进行冷却，所述上部冷风口249对上腔1中的电路线进行冷却。

所述侧部冷风口248的直径为上部冷风口249直径的五分之一。

所述振镜部3的下方设有场镜25，所述场镜25上设有与其转动连接的照明组26，所述照明组26沿靠近或远离所述场镜25中心线的方向转动。

所述照明组26包括架体261和两个发光部262，所述发光部262优选为LED灯。

所述架体261包括与腔体端面连接并向场镜25方向延伸的两个延伸架263，两个所述延伸架263的另一端分别设有互相对称的连扳264，所述连扳264下端连接转接板265，所述转接板265与发光部262转动连接，两个所述发光部262分别与两个转接板265连接后，形成互相对称的结构。

所述转接板265包括与连扳264连接的横板266，所述横板266两端分别向下沿伸有纵板267，所述纵板267上设有滑槽孔268，所述发光部262两端设有与横板266连接的中轴269，所述发光部262上还设有延伸至滑槽孔268中的偏轴270，所述发光部262以中轴269为支点沿滑槽孔268的形状轨迹方向转动。

所述滑槽孔268自横板266底部以整体形成为弧形轨迹的方式向上延伸，且自远离场镜25中心线的方向向上延伸，弧形的所述滑槽孔268两端到其中心的夹角为45°。

优选的，两个所述转接板265之间同时连接环板260，所述环板260为圆环状，且与场镜25同轴。

还包括控制系统，所述控制系统分别与振镜部3和照明组26连接，当振镜部3中的振镜转动时，相应的，控制系统控制发光部262转动，以便照相系统23的照相路径有照明组26的照明，保证其视野范围清晰。

还包括报警系统，所述报警系统分别与照相系统23和发射器21连接，当出现除锈误差时，报警系统发出报警，发射器21停止工作。

还包括主控端，所述主控端分别与发射器21，变焦器22，照相系统23，振镜部3，照明组26，风冷器24连接，以控制整体的工作流程。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种激光除锈机，包括与腔体一端连接并与其同轴的进线器和与腔体另一端连接的振镜部，其特征在于：所述腔体包括以其轴线为分界线分割形成的上腔和下腔，所述上腔中设有多条自进线器伸入上腔的电路线，多条所述电路线自上腔另一端伸入振镜部，所述下腔中自进线器向振镜部靠近的方向设有发射器、变焦器和照相系统；所述发射器射出的激光束与腔体的轴向一致，且经过变焦器后进入照相系统，经过照相系统后进入振镜部；所述照相系统上设有照相设备，所述照相设备以其垂直于激光束方向设置的方式设在靠近振镜部一侧的腔体端面上；

所述下腔中还设有风冷器，所述风冷器包括门架和与所述门架转动连接的制冷体，所述风冷器以制冷体在门架上转动的方式提供下腔内部的冷却风；

所述振镜部的下方设有场镜，所述场镜上设有与其转动连接的照明组，所述照明组沿靠近或远离所述场镜中心线的方向转动；

所述发射器的功率P≥30W，所述发射器发出的激光束波段为1064nm；

所述照明组包括架体和两个发光部，所述架体包括与腔体端面连接并向场镜方向延伸的两个延伸架，两个所述延伸架的另一端分别设有互相对称的连扳，所述连扳下端连接转接板，所述转接板与发光部转动连接，两个所述发光部分别与两个转接板连接后，形成互相对称的结构；

所述转接板包括与连扳连接的横板，所述横板两端分别向下沿伸有纵板，所述纵板上设有滑槽孔，所述发光部两端设有与横板连接的中轴，所述发光部上还设有延伸至滑槽孔中的偏轴，所述发光部以中轴为支点沿滑槽孔的轨迹方向转动。

2.根据权利要求1所述的激光除锈机，其特征在于：所述门架包括互相平行的两个支撑架，所述制冷体的两端分别与两个支撑架连接，所述制冷体两端设有转轴，所述制冷体以转轴为支撑点在支撑架上转动；

所述制冷体一端设有风管连接孔，所述风管连接孔与风管连接，为制冷体提供制冷风。

3.根据权利要求2所述的激光除锈机，其特征在于：所述制冷体包括轴孔，所述轴孔一端与风管连接孔连通，并向制冷体内部延伸，所述轴孔上分布有若干个流风通道，所述流风通道自远离轴孔的方向延伸并使轴孔与制冷体表面通路，使制冷体表面形成与流风通道数量一致的冷风口。

4.根据权利要求3所述的激光除锈机，其特征在于：所述冷风口包括侧部冷风口和上部冷风口，所述侧部冷风口设在靠近变焦器一侧的制冷体上，所述上部冷风口设在靠近上腔一侧的制冷体上，所述制冷体转动时，所述侧部冷风口对变焦器以及发射器进行冷却，所述上部冷风口对上腔中的电路线进行冷却。

5.根据权利要求1所述的激光除锈机，其特征在于：所述滑槽孔自横板底部以整体形成为弧形轨迹的方式向上延伸，弧形的所述滑槽孔两端到其中心的夹角为45°。

6.根据权利要求1所述的激光除锈机，其特征在于：所述照相设备包括照相机和变径体，所述照相机设在所述腔体外部，通过所述变径体与腔体连接，所述变径体另一端伸入至下腔中，所述照相机的照相路径进入变径体后，反射至与激光束同轴。

7.根据权利要求6所述的激光除锈机，其特征在于：所述变径体反射照相路径的具体结构为，所述变径体为内部中空的形状，且远离所述照相机的一端设有倾斜的合束镜，所述变径体上设有使激光束通路的第一通孔和第二通孔，所述发射器发处的激光束自第一通孔进入变径体，穿过所述合束镜后自第二通孔射出。

8.根据权利要求1所述的激光除锈机的除锈方法，其特征在于：

步骤1、将物体置于场镜下方的，使其在激光束的照射范围内；

步骤2、照明组将光源对准物体，保证物体的视野清晰；

步骤2、照相系统对物体进行拍照，并确认除锈区域；

步骤3、发射器发出激光束，激光束通过变焦器和照相系统后，进入振镜部，通过振镜部中的振镜反射后，穿过场镜，到达除锈区域进行除锈工作；

步骤4、发射器正常工作时，照相系统依靠其照相路径与激光束同轴，来对除锈区域进行监控，保证质量，同时在通过变焦器和振镜调节激光束的坐标值时，照明组依照激光束所到达的位置对除锈区域进行照明，保证除锈区域视野清晰；

步骤5、在步骤1至步骤4过程的同时，风冷器对腔体内部进行冷却。