CN109604262A - 一种大幅面激光清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光清洗装置，尤其是一种大幅面激光清洗装置，属于激光清洗技术领域。安装有移动装置，通过改变移动装置的轮子支架方向可使轮子着地或收起，方便整个激光清洗装置的移动和固定；控制器分别控制四个电缸的伸缩杆伸缩，进而分别带动四个激光清洗器进行上下运动，实时调节每个激光清洗器与待清洗物体表面之间的距离，使其始终保持在最佳清洗距离状态下进行清洗，因此对于不平整的表面也能够保持较为理想的清洗效果，使得激光清洗器能够适用于表面不平整的金属工件；一个激光清洗器输出的光纤的宽度正好与相邻激光清洗器输出的光纤宽度相对接，因此并排设置的四个激光清洗器能够适用于待清洗物体不平整表面的大面积清洗。

Description

一种大幅面激光清洗装置

技术领域

本发明涉及一种激光清洗装置，尤其是一种大幅面激光清洗装置，属于激光清洗技术领域。

背景技术

激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应、适用于各种材质物体表面的清洗，是最可靠、最有效的金属清洗方式。目前，在工业生产中激光对金属表面的清洗已经开始得以应用，但是由于激光与被清洗物表面之间的距离控制要求很高，实施难度较大，因此激光清洗难以适用于表面不平整的金属工件，也难以得到广泛推广使用。市场上的手持式激光清洗器，由于受其结构的限制，清洗幅面较小，清洗效率较低，不能适用于大面积的清洗；而且手持式激光清洗器与清洗面之间的距离不易精确控制，导致清洗不均匀、清洗效果差，远远达不到人们的要求。因此，如何提供一种能够适用于表面不平整的金属工件、激光与被清洗物表面之间的距离能够精确控制且能够适用于大面积清洗的大幅面激光清洗装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够适用于表面不平整的金属工件、激光与被清洗物表面之间的距离能够精确控制且能够适用于大面积清洗的大幅面激光清洗装置，其采用的技术方案如下：

一种大幅面激光清洗装置，包括移动装置、基座、移动夹持板、齿条、支撑板、伺服电机、激光清洗器、支撑架、电缸、废物箱、控制器、齿轮、毛刷、小支座、滑槽，所述基座下端安装四个移动装置，所述支撑板设有两个，对称固定安装在基座上端，所述支撑板下端与基座之间形成截面为矩形的滑槽，所述支撑架固定安装在两个支撑板上端中间位置，所述控制器固定安装在支撑架上端，所述电缸设有四个，等间距固定安装在支撑架上端，四个电缸分别通过导线与控制器相连，所述激光清洗器固定安装在电缸下端，所述废物箱放置于基座上，所述毛刷悬挂在废物箱外侧面上，所述基座下表面对称设置起支撑作用的四个小支座，所述伺服电机设有四个，对称固定安装在基座上，所述伺服电机的输出轴与齿轮通过键连接传递动力，四个伺服电机分别通过导线与控制器相连，所述齿轮与齿条通过相互啮合传递动力，所述齿条设有两个，对称固定安装在移动夹持板下表面，且每个齿条同时与两个齿轮相互啮合，所述移动夹持板两端滑动安装在滑槽内。

优选的，所述基座包括基座本体、L型槽、矩形挡块、缺口、基座螺纹孔，所述基座本体上对称设置有四个L型槽，所述L型槽的槽底设置有基座螺纹孔，所述L型槽包括竖直段和水平段，所述矩形挡块设置有两个，对称固定安装在基座本体的底面上，所述基座本体的一端设置有用于抽拉废物箱的缺口，且废物箱通过两个对称设置的矩形挡块进行定位。

优选的，所述移动装置包括轮子、轮子支架、螺钉，所述轮子以可转动的方式安装在轮子支架上，所述轮子支架安装在L型槽的水平段或竖直段上，所述螺钉穿过轮子支架上的孔旋入基座螺纹孔内，将移动装置固定安装在基座上。

优选的，所述废物箱包括废物箱主体、废物箱把手、废物箱挂钩、矩形凹槽，所述废物箱主体靠近支撑架的端面上对称设置有两个与矩形挡块配合的矩形凹槽，所述废物箱主体两侧面上对称设置有两个内凹的废物箱把手，所述废物箱主体上设置有用于悬挂毛刷的废物箱挂钩，所述废物箱主体的侧面与缺口的侧面贴合。

优选的，所述移动夹持板包括移动主板、防滑垫、固定板、移动夹持板凸起、弹簧、移动板，所述移动夹持板为对称结构，所述移动主板上端面设有浅凹槽，所述防滑垫固定安装在移动主板的浅凹槽内，所述移动主板上端面与防滑垫上端面平齐，待清洗物体放置于防滑垫上，所述移动夹持板凸起设有六个，对称固定安装在移动主板相对的两侧面上，六个移动夹持板凸起均插入滑槽内，所述移动夹持板凸起的直径小于移动主板的厚度，且移动夹持板凸起的直径等于滑槽在竖直方向的高度，使得移动夹持板凸起在滑槽内，移动主板在滑槽外，当移动主板滑动时，移动夹持板凸起会在滑槽内滑动，所述移动主板上端面对称固定安装两个固定板，所述固定板与移动板之间通过五根弹簧连接，待清洗物体通过两个移动板夹持进行固定，所述弹簧会根据移动板所夹持待清洗物体的大小发生不同程度的压缩，进而产生不同大小的夹紧力，所述移动板在弹簧的弹性力作用下沿着移动主板上表面滑动。

优选的，所述激光清洗器包括安装板、位置传感器、激光焦点追踪系统、激光器、扫描振镜、场镜，所述安装板上端面与电缸的伸缩杆固定连接，所述激光清洗器随着电缸伸缩杆的伸缩运动在竖直方向同步上下运动，所述位置传感器、激光焦点追踪系统、激光器、扫描振镜均固定在安装板下端面，所述场镜固定安装在扫描振镜上，所述激光器的输出端与扫描振镜连接，所述扫描振镜的输出端与场镜连接，所述位置传感器、激光焦点追踪系统、激光器、扫描振镜分别通过导线与控制器相连，所述激光器为光纤激光器用于发射激光，所述扫描振镜用来对激光进行准确定位，所述场镜用来对光纤进行聚焦，所述位置传感器为光电传感器，用于检测待清洗物体是否移动到激光清洗器下方，所述激光焦点追踪系统包括焦点测量单元、反馈显示单元，所述焦点测量单元与所述反馈显示单元通过导线连接，所述焦点测量单元用于测量激光焦点与待清洗物体之间的距离信息，所述反馈显示单元用于从焦点测量单元获取距离信息，并实时显示距离的数值，所述控制器控制四个伺服电机的运动与停止，所述控制器还对位置传感器的检测结果进行判断，确定待清洗物体是否移动到激光清洗器下方，若待清洗物体移动到激光清洗器下方，则控制激光清洗器对待清洗物体进行激光清洗。

本发明具有如下优点：

1、安装有移动装置，通过改变移动装置的轮子支架方向可使轮子着地或收起，方便整个激光清洗装置的移动和固定；

2、控制器分别控制四个电缸的伸缩杆伸缩，进而分别带动四个激光清洗器进行上下运动，实时调节每个激光清洗器与待清洗物体表面之间的距离，使其始终保持在最佳清洗距离状态下进行清洗，因此对于不平整的表面也能够保持较为理想的清洗效果，使得激光清洗器能够适用于表面不平整的金属工件。

3、激光焦点追踪系统实时测量激光焦点与待清洗物体之间的距离信息，通过控制器分别控制四个电缸的伸缩杆伸缩，进而分别带动四个激光清洗器进行上下运动，实时调节每个激光清洗器与待清洗物体表面之间的距离，使得激光与被清洗物表面之间的距离能够精确控制；

4、在支撑架上安装四个电缸分别带动四个激光清洗器对物体进行清洗，一个激光清洗器输出的光纤的宽度正好与相邻激光清洗器输出的光纤宽度相对接，因此并排设置的四个激光清洗器能够适用于待清洗物体不平整表面的大面积清洗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明一种大幅面激光清洗装置的整体结构示意图；

图2：本发明一种大幅面激光清洗装置的立体结构示意图；

图3：本发明一种大幅面激光清洗装置的俯视结构示意图；

图4：本发明一种大幅面激光清洗装置的部分结构俯视示意图；

图5：本发明一种大幅面激光清洗装置的侧视结构示意图；

图6：本发明一种大幅面激光清洗装置的基座第一结构示意图；

图7：本发明一种大幅面激光清洗装置的基座第二结构示意图；

图8：本发明一种大幅面激光清洗装置的移动装置处结构示意图；

图9：本发明一种大幅面激光清洗装置的移动夹持板结构示意图；

图10：本发明一种大幅面激光清洗装置的废物箱第一结构示意图；

图11：本发明一种大幅面激光清洗装置的废物箱第二结构示意图；

图12：本发明一种大幅面激光清洗装置的支撑架处结构示意图；

图13：本发明一种大幅面激光清洗装置的激光清洗器结构示意图；

图14：本发明一种大幅面激光清洗装置的第一工作状态示意图；

图15：本发明一种大幅面激光清洗装置的第二工作状态示意图；

图16：本发明一种大幅面激光清洗装置的移动状态示意图。

符号说明：

1、移动装置，2、基座，3、移动夹持板，4、齿条，5、支撑板，6、伺服电机，7、激光清洗器，8、支撑架，9、电缸，10、废物箱，11、控制器，12、齿轮，13、毛刷，14、小支座，15、滑槽，101、轮子，102、轮子支架，103、螺钉，201、基座本体，202、L型槽，203、矩形挡块，204、缺口，205、基座螺纹孔，301、移动主板，302、防滑垫，303、固定板，304、移动夹持板凸起，305、弹簧，306、移动板，701、安装板，702、位置传感器，703、激光焦点追踪系统，704、激光器，705、扫描振镜，706、场镜，1001、废物箱主体，1002、废物箱把手，1003、废物箱挂钩，1004、矩形凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

如图1～16所示，本发明一种大幅面激光清洗装置，包括移动装置1、基座2、移动夹持板3、齿条4、支撑板5、伺服电机6、激光清洗器7、支撑架8、电缸9、废物箱10、控制器11、齿轮12、毛刷13、小支座14、滑槽15，所述基座2下端安装四个移动装置1，所述支撑板5设有两个，对称固定安装在基座2上端，所述支撑板5下端与基座2之间形成截面为矩形的滑槽15，所述支撑架8固定安装在两个支撑板5上端中间位置，所述控制器11固定安装在支撑架8上端，所述电缸9设有四个，等间距固定安装在支撑架8上端，四个电缸9分别通过导线与控制器11相连，所述激光清洗器7固定安装在电缸9下端，所述废物箱10放置于基座2上，所述毛刷13悬挂在废物箱10外侧面上，所述基座2下表面对称设置起支撑作用的四个小支座14，所述伺服电机6设有四个，对称固定安装在基座2上，所述伺服电机6的输出轴与齿轮12通过键连接传递动力，四个伺服电机6分别通过导线与控制器11相连，所述齿轮12与齿条4通过相互啮合传递动力，所述齿条4设有两个，对称固定安装在移动夹持板3下表面，且每个齿条4同时与两个齿轮12相互啮合，所述移动夹持板3两端滑动安装在滑槽15内。

所述基座2包括基座本体201、L型槽202、矩形挡块203、缺口204、基座螺纹孔205，所述基座本体201上对称设置有四个L型槽202，所述L型槽202的槽底设置有基座螺纹孔205，所述L型槽202包括竖直段和水平段，所述矩形挡块203设置有两个，对称固定安装在基座本体201的底面上，所述基座本体201的一端设置有用于抽拉废物箱10的缺口204，且废物箱10通过两个对称设置的矩形挡块203进行定位。

所述移动装置1包括轮子101、轮子支架102、螺钉103，所述轮子101以可转动的方式安装在轮子支架102上，所述轮子支架102安装在L型槽202的水平段或竖直段上，所述螺钉103穿过轮子支架102上的孔旋入基座螺纹孔205内，将移动装置1固定安装在基座2上。

所述废物箱10包括废物箱主体1001、废物箱把手1002、废物箱挂钩1003、矩形凹槽1004，所述废物箱主体1001靠近支撑架8的端面上对称设置有两个与矩形挡块203配合的矩形凹槽1004，所述废物箱主体1001两侧面上对称设置有两个内凹的废物箱把手1002，所述废物箱主体1001上设置有用于悬挂毛刷13的废物箱挂钩1003，所述废物箱主体1001的侧面与缺口204的侧面贴合。

所述移动夹持板3包括移动主板301、防滑垫302、固定板303、移动夹持板凸起304、弹簧305、移动板306，所述移动夹持板3为对称结构，所述移动主板301上端面设有浅凹槽，所述防滑垫302固定安装在移动主板301的浅凹槽内，所述移动主板301上端面与防滑垫302上端面平齐，待清洗物体放置于防滑垫302上，所述移动夹持板凸起304设有六个，对称固定安装在移动主板301相对的两侧面上，六个移动夹持板凸起304均插入滑槽15内，所述移动夹持板凸起304的直径小于移动主板301的厚度，且移动夹持板凸起304的直径等于滑槽15在竖直方向的高度，使得移动夹持板凸起304在滑槽15内，移动主板301在滑槽15外，当移动主板301滑动时，移动夹持板凸起304会在滑槽15内滑动，所述移动主板301上端面对称固定安装两个固定板303，所述固定板303与移动板306之间通过五根弹簧305连接，待清洗物体通过两个移动板306夹持进行固定，所述弹簧305会根据移动板306所夹持待清洗物体的大小发生不同程度的压缩，进而产生不同大小的夹紧力，所述移动板306在弹簧305的弹性力作用下沿着移动主板301上表面滑动。

所述激光清洗器7包括安装板701、位置传感器702、激光焦点追踪系统703、激光器704、扫描振镜705、场镜706，所述安装板701上端面与电缸9的伸缩杆固定连接，所述激光清洗器7随着电缸9伸缩杆的伸缩运动在竖直方向同步上下运动，所述位置传感器702、激光焦点追踪系统703、激光器704、扫描振镜705均固定在安装板701下端面，所述场镜706固定安装在扫描振镜705上，所述激光器704的输出端与扫描振镜705连接，所述扫描振镜705的输出端与场镜706连接，所述位置传感器702、激光焦点追踪系统703、激光器704、扫描振镜705分别通过导线与控制器11相连，所述激光器704为光纤激光器用于发射激光，所述扫描振镜705用来对激光进行准确定位，所述场镜706用来对光纤进行聚焦，所述位置传感器702为光电传感器，用于检测待清洗物体是否移动到激光清洗器7下方，所述激光焦点追踪系统703包括焦点测量单元、反馈显示单元，所述焦点测量单元与所述反馈显示单元通过导线连接，所述焦点测量单元用于测量激光焦点与待清洗物体之间的距离信息，所述反馈显示单元用于从焦点测量单元获取距离信息，并实时显示距离的数值，所述控制器11控制四个伺服电机6的运动与停止，所述控制器11还对位置传感器702的检测结果进行判断，确定待清洗物体是否移动到激光清洗器7下方，若待清洗物体移动到激光清洗器7下方，则控制激光清洗器7对待清洗物体进行激光清洗。

如图1所示，本发明使用前，移动夹持板3位于远离废物箱10的极限位置，此时齿条4右端面与基座2内壁面相贴合，本发明的清洗步骤如下：

(1)将待清洗物体放置于移动夹持板3的防滑垫302上并通过两个移动板306夹紧，并使待清洗物体运动方向的对称轴线与支撑板5平行；

(2)通过控制器11控制伺服电机6带动齿轮12、齿条4进行啮合传动，进而带动位于与齿条4固定连接的移动夹持板3上放置的待清洗物体向激光清洗器7下方缓慢移动(如图14所示)；

(3)通过激光清洗器7的位置传感器702检测待清洗物体是否移动到激光清洗器7下方，当待清洗物体移动到激光清洗器7下方时，激光焦点追踪系统703实时测量激光焦点与待清洗物体之间的距离信息，通过控制器11分别控制四个电缸9的伸缩杆伸缩，进而带动四个激光清洗器7进行上下运动，实时调节每个激光清洗器7与待清洗物体表面之间的距离，使其始终保持在最佳清洗距离状态下进行清洗，因此对于不平整的表面也能够保持较为理想的清洗效果，使得激光清洗器7能够适用于表面不平整的金属工件。由于一个激光清洗器7输出的光纤的宽度正好与相邻激光清洗器7输出的光纤宽度相对接，因此并排设置的四个激光清洗器7能够适用于待清洗物体不平整表面的大面积清洗。

(4)清洗完成后，控制器11控制伺服电机6停转，此时移动夹持板3移动到废物箱10上方，齿条4的左端面与基座2内壁面相贴合(如图15所示)，取下清洗完毕的物体，然后用毛刷13将移动夹持板3上的杂物扫入废物箱10内。

当整个激光清洗装置需要移动位置时，可拆下螺钉103，将轮子支架102从L型槽202水平段拆下后安装在L型槽202竖直段上，然后用螺钉103拧紧将移动装置1固定在基座2上，此时四个轮子101与地面接触，便于整个激光清洗装置的移动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种大幅面激光清洗装置，其特征在于：包括移动装置、基座、移动夹持板、齿条、支撑板、伺服电机、激光清洗器、支撑架、电缸、废物箱、控制器、齿轮、毛刷、小支座、滑槽。所述基座下端安装四个移动装置，所述支撑板设有两个，对称固定安装在基座上端，所述支撑板下端与基座之间形成截面为矩形的滑槽，所述支撑架固定安装在两个支撑板上端中间位置，所述控制器固定安装在支撑架上端，所述电缸设有四个，等间距固定安装在支撑架上端，四个电缸分别通过导线与控制器相连，所述激光清洗器固定安装在电缸下端，所述废物箱放置于基座上，所述毛刷悬挂在废物箱外侧面上，所述基座下表面对称设置起支撑作用的四个小支座，所述伺服电机设有四个，对称固定安装在基座上，所述伺服电机的输出轴与齿轮通过键连接传递动力，四个伺服电机分别通过导线与控制器相连，所述齿轮与齿条通过相互啮合传递动力，所述齿条设有两个，对称固定安装在移动夹持板下表面，且每个齿条同时与两个齿轮相互啮合，所述移动夹持板两端滑动安装在滑槽内。所述基座包括基座本体、L型槽、矩形挡块、缺口、基座螺纹孔，所述基座本体上对称设置有四个L型槽，所述L型槽的槽底设置有基座螺纹孔，所述L型槽包括竖直段和水平段，所述矩形挡块设置有两个，对称固定安装在基座本体的底面上，所述基座本体的一端设置有用于抽拉废物箱的缺口，且废物箱通过两个对称设置的矩形挡块进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种大幅面激光清洗装置，其特征在于：所述移动装置包括轮子、轮子支架、螺钉，所述轮子以可转动的方式安装在轮子支架上，所述轮子支架安装在L型槽的水平段或竖直段上，所述螺钉穿过轮子支架上的孔旋入基座螺纹孔内，将移动装置固定安装在基座上。

3.根据权利要求1或2所述的一种大幅面激光清洗装置，其特征在于：所述废物箱包括废物箱主体、废物箱把手、废物箱挂钩、矩形凹槽，所述废物箱主体靠近支撑架的端面上对称设置有两个与矩形挡块配合的矩形凹槽，所述废物箱主体两侧面上对称设置有两个内凹的废物箱把手，所述废物箱主体上设置有用于悬挂毛刷的挂钩，所述废物箱主体的侧面与缺口的侧面贴合。

4.根据权利要求1所述的一种大幅面激光清洗装置，其特征在于：所述移动夹持板包括移动主板、防滑垫、固定板、移动夹持板凸起、弹簧、移动板，所述移动夹持板为对称结构，所述移动主板上端面设有浅凹槽，所述防滑垫固定安装在移动主板的浅凹槽内，所述移动主板上端面与防滑垫上端面平齐，待清洗物体放置于防滑垫上，所述移动夹持板凸起设有六个，对称固定安装在移动主板相对的两侧面上，六个移动夹持板凸起均插入滑槽内，所述移动夹持板凸起的直径小于移动主板的厚度，且移动夹持板凸起的直径等于滑槽在竖直方向的高度，使得移动夹持板凸起在滑槽内，移动主板在滑槽外，当移动主板滑动时，移动夹持板凸起会在滑槽内滑动，所述移动主板上端面对称固定安装两个固定板，所述固定板与移动板之间通过五根弹簧连接，待清洗物体通过两个移动板夹持进行固定，所述弹簧会根据移动板所夹持待清洗物体的大小发生不同程度的压缩，进而产生不同大小的夹紧力，所述移动板在弹簧的弹性力作用下沿着动主板上表面滑动。

5.根据权利要求1或4所述的一种大幅面激光清洗装置，其特征在于：所述激光清洗器包括安装板、位置传感器、激光焦点追踪系统、激光器、扫描振镜、场镜。所述安装板上端面与电缸的伸缩杆固定连接，所述激光清洗器随着电缸伸缩杆的伸缩运动在竖直方向同步上下运动，所述位置传感器、激光焦点追踪系统、激光器、扫描振镜均固定在安装板下端面，所述场镜固定安装在扫描振镜上，所述激光器的输出端与扫描振镜连接，所述扫描振镜的输出端与场镜连接，所述位置传感器、激光焦点追踪系统、激光器、扫描振镜分别通过导线与控制器相连，所述激光器为光纤激光器用于发射激光，所述扫描振镜用来对激光进行准确定位，所述场镜用来对光纤进行聚焦，所述位置传感器为光电传感器，用于检测待清洗物体是否移动到激光清洗器下方，所述激光焦点追踪系统包括焦点测量单元、反馈显示单元，所述焦点测量单元与所述反馈显示单元通过导线连接，所述焦点测量单元用于测量激光焦点与待清洗物体之间的距离信息，所述反馈显示单元用于从焦点测量单元获取距离信息，并实时显示距离的数值，所述控制器控制四个伺服电机的运动与停止，所述控制器还对位置传感器的检测结果进行判断，确定待清洗物体是否移动到激光清洗器下方，若待清洗物体移动到激光清洗器下方，则控制激光清洗器对待清洗物体进行激光清洗。