CN109719085A - 一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，该激光清洗装置包括激光清洗头、基座、机械臂、焦点测量头和调控模块；激光清洗头和焦点测量头均安装在机械臂末端的基座上，激光清洗头位于基座的中心位置，四个焦点测量头等间距分布在以激光清洗头为中心的圆周上，焦点测量头测量激光清洗头输出的激光焦点与零件表面之间的距离并传送调控模块；调控模块根据距离信息与预设的阈值判断激光清洗头发出的激光是否垂直于待加工形面，如果垂直则控制激光清洗头进行工作，如果不垂直则通过调控模块控制机械臂调整方位直至激光垂直于待加工形面。本发明能够通过对待清理表面的垂直度进行实时判断来实现对出光焦点的跟踪，保证激光清洗的质量和效率。

Description

一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置

技术领域

本发明涉及一种激光清洗装置，具体涉及一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，属于激光清洗技术领域。

背景技术

作为一种绿色、安全的清洗方式，激光清洗设备逐渐在工业生产中得到了广泛的应用。作为一种基于激光加工的设备，激光清洗机需要在最佳的激光焦点范围内、垂直于待清理表面才能够达到最佳使用效果。然而普通的激光清洗机或者出光焦点的位置难以确定，或者无法保证垂直于待清理表面，导致不能利用最佳的激光加工参数对表面进行清理，降低了清洗效果，还造成了激光能源的浪费。此外，在对加工精度要求高的零部件表面进行清洗时，由于难以确定激光焦点的位置，甚至可能导致零件的破坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，能够通过对待清理表面的垂直度进行实时判断来实现对出光焦点的跟踪，保证清洗的质量和效率。

一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，该激光清洗装置包括激光清洗头、基座、机械臂、焦点测量头、反馈显示模块和调控模块；

所述激光清洗头和焦点测量头均安装在机械臂末端的基座上，激光清洗头位于基座上安装平面的中心位置，所述焦点测量头为四个，四个焦点测量头等间距分布在以激光清洗头为中心的圆周上，所述焦点测量头与反馈显示模块相连接，焦点测量头测量激光清洗头输出的激光焦点与零件表面之间的距离信息并传送给反馈显示模块和调控模块；反馈显示模块从焦点测量头实时获取距离信息并显示距离数值；调控模块根据四个焦点测量头的距离信息与预设的阈值判断激光清洗头发出的激光是否垂直于待加工形面，如果垂直则控制激光清洗头进行工作，如果不垂直则通过调控模块控制机械臂调整方位直至激光清洗头发出的激光垂直于待加工形面。

进一步地，所述阈值的取值范围由四个焦点测量头中形成对角线的两个点上的焦点测量头测得数值的比值来确定，该比值大于或等于0.8，小于或等于1.25。

有益效果：

1、本发明通过四个焦点测量头实时对激光焦点与零件表面之间的距离的测量来判断激光是否垂直于待加工形面，通过控制机械臂实现对激光清洗头的焦点跟踪，能够确定激光焦点与零件表面时刻垂直的加工面位置，便于操作人员进行清洗操作时利用焦点与工件之间的位置调整激光功率。

2、本发明合理地设置了阈值的范围，当测量结果位于阈值范围内，则可以认为工件的表面获得了有效清洗。

附图说明

图1为焦点测量头在基座上的安装位置示意图。

图2为工件的复杂型面示意图。

图3为本发明在进行焦点跟踪时的测量原理示意图(机械臂未示出)。

其中，1-基座、2-激光清洗头、3-焦点测量头。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，该激光清洗装置包括激光清洗头2、基座1、机械臂、焦点测量头3、反馈显示模块和调控模块；

如附图1所示，激光清洗头2和焦点测量头3均安装在机械臂末端的基座1上，机械臂在图中未示出。激光清洗头位于基座1上安装平面的中心位置，焦点测量头3为四个，四个焦点测量头等间距分布在以激光清洗头2为中心的圆周上，焦点测量头3与反馈显示模块相连接，焦点测量头3测量激光清洗头2输出的激光焦点与零件表面之间的距离信息并传送给反馈显示模块和调控模块；反馈显示模块从焦点测量头3实时获取距离信息并显示距离数值；调控模块根据四个焦点测量头3的距离信息与预设的阈值判断激光清洗头2发出的激光是否垂直于待加工形面，如果垂直则控制激光清洗头2进行工作，如果不垂直则通过调控模块控制机械臂调整方位直至激光清洗头2发出的激光垂直于待加工形面。

如附图2所示，待加工形面为类似于波峰波谷的连续曲面，为了保证激光清洗装置能够达到清洗的目的，就需要使激光清洗头跟随曲面的变化来实现对焦点的跟踪。

如附图3所示，阈值的取值范围由四个焦点测量头3(a、b、c、d)中形成对角线的两个点上的焦点测量头测得数值的比值来确定，即a和c点的测距相同，d和b点的测距相同时，则此时激光垂直于待加工形面。该数值可通过在一开始设置精度，从而实现对机械手的调控。如当0.8≤a/c≤1.25时可认为表面获得了有效清洗。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，其特征在于，该激光清洗装置包括激光清洗头、基座、机械臂、焦点测量头、反馈显示模块和调控模块；

所述激光清洗头和焦点测量头均安装在机械臂末端的基座上，激光清洗头位于基座上安装平面的中心位置，所述焦点测量头为四个，四个焦点测量头等间距分布在以激光清洗头为中心的圆周上，所述焦点测量头与反馈显示模块相连接，焦点测量头测量激光焦点与零件表面之间的距离并传送给反馈显示模块和调控模块；反馈显示模块从焦点测量头实时获取距离信息并显示；调控模块根据四个焦点测量头的距离信息与预设的阈值判断激光清洗头发出的激光是否垂直于待加工形面，如果垂直则控制激光清洗头进行工作，如果不垂直则通过调控模块控制机械臂调整方位直至激光清洗头发出的激光垂直于待加工形面。

2.如权利要求1所述的具有焦点跟踪功能的激光清洗装置，其特征在于，所述阈值的取值范围由四个焦点测量头构成的矩形中任意一条对角线的两个点上的焦点测量头测得数值的比值来确定，该比值大于或等于0.8，小于或等于1.25。