CN109822221A - 一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，涉及表面清洗领域，包括可移动式主体装置包括千瓦级大功率激光器、电源组件和控制组件，千瓦级大功率激光器通过光纤与大功率激光清洗头连接，可移动式冷却水供给装置分别与千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头连通，可移动式保护气供给装置与大功率激光清洗头连通，可移动式吸尘装置的吸头连接设置在大功率激光清洗头上，电源组件和控制组件分别与大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器电连接。本发明可快速高效清洗厚锈蚀层的技术难题，潜在应用范围更加广泛；具有可移动性，方便使用。

Description

一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统

技术领域

本发明涉及表面清洗技术领域，尤其涉及一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统。

背景技术

现有工业清洗技术主要采用机械打磨、喷砂、高压水射流、化学剂、超声波等方法，但是这些方法都存在着一些问题，如机械打磨法和喷砂法均需要和工件进行直接接触，损伤基材；高压水射流法和化学剂法均需要消耗大量水资源，会产生污水、废液，对环境污染较为严重，而且清洗后的工件容易发生再次污染；超声波清洗法难以清除次微米级的污物颗粒，而且清洗后的工件不容易干燥。一直以来，人们都在不断探寻一种高效、环保、又能够替代现有表面清洗技术的工业清洗方法。近年来，激光清洗技术具有无研磨、非接触、无热效应、绿色环保、适用材质范围广等特点，并得到了人们的认可，在金属表面除锈、除漆、除油污、除积碳以及文物清理等方面具有巨大的应用潜力。

国内激光清洗技术起步较晚，亟待发展。为此，申请号为201721710292.3的实用新型专利提供了一种移动式激光清洗机，但是未提供面向工业化大面积应用的千瓦级大功率激光清洗系统，无法实现低功率激光清洗技术难以解决的清洗问题，如清洗基材表面的厚锈蚀层；申请号为201711378785.6和201710874188.6的发明专利都提供了一种固定式激光清洗装置，主要面向于流水线式激光清洗作业，但是均未提供便携可移动的激光清洗系统，无法实现现场激光清洗作业；申请号为201711459836.8的发明专利提供了一种激光清洗系统，仅涉及激光清洗扫描扫描振镜片和激光清洗控制组件，同样未提供整套大功率便携可移动式的激光清洗系统。目前，国内现有的激光清洗技术普遍存在如下问题：①激光功率低于千瓦级，无法在短时间内快速地清除厚锈蚀层；②采用固定流水线式作业形式，无法实现移动；③设备的体积和重量较大，现场施工操作不方便。这些问题严重阻碍了激光清洗技术在更广泛范围内的应用。

发明内容

本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种便于移动、装配千瓦级大功率激光器、适用范围广的激光清洗系统。

本发明技术方案如下：一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于：包括可移动式主体装置、大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置和可移动式吸尘装置，所述可移动式主体装置包括千瓦级大功率激光器、电源组件和控制组件，所述千瓦级大功率激光器通过光纤与所述大功率激光清洗头连接，所述可移动式冷却水供给装置分别与所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头连通，所述可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通，所述可移动式吸尘装置的吸头连接设置在所述大功率激光清洗头上，所述电源组件和控制组件分别与所述大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器电连接。

进一步，所述可移动式主体装置包括柜体，所述千瓦级大功率激光器和电源组件置于所述柜体内，所述控制组件设置在所述柜体的顶板上，所述控制组件的控制面板漏出在所述柜体的顶板外，所述柜体上设置有柜门、把手和滚轮。

进一步，所述控制组件的控制面板与所述柜体的顶板成30°倾斜角。

进一步，所述柜体的顶板上设置有用于放置所述大功率激光清洗头的凹槽。

进一步，所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头之间连接有集线管，所述光纤设置在所述集线管内，所述可移动式冷却水供给装置和可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通的管路均穿入所述柜体后集成设置在所述集线管内。

进一步，所述可移动式保护气供给装置与所述柜体之间的所述可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通的管路上设置有保护气压力控制组件，所述保护气压力控制组件固定在所述柜体外部。

进一步，所述柜体内设置有散热风扇。

进一步，所述柜体侧部设置有电源开关、电源线开口和控制信号线开口。

进一步，大功率激光清洗头包括扫描振镜片、振镜电机、聚焦镜、玻璃窗口、水冷管路及保护气管路，所述振镜电机与所述电源组件和控制组件电连接，所述水冷管路与所述可移动式冷却水供给装置连通，所述保护气管路与所述可移动式保护气供给装置连通。

进一步，所述控制组件还与所述电源组件电连接。

本发明的有益效果在于：（1）突破了国内现有技术多为激光功率低于千瓦级的激光清洗设备的技术现状，有效解决了现有激光清洗技术无法快速高效清洗厚锈蚀层的技术难题，潜在应用范围更加广泛。（2）具有可移动性，可通过控制组件的控制面板手动操控，能够实现现场清洗作业，方便使用。（3）大功率激光清洗头能够装配于机器手或运动平台，实现自动化流水线式清洗施工。（4）该激光清洗系统如产生技术故障，可单独进行维修，包括拆解，运行方便。（5）该激光清洗系统成本低廉，有利于工程化应用。

附图说明

图1为本发明的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统的结构示意图。

图2为本发明的可移动式主体装置的结构示意图。

图3为本发明的可移动式主体装置侧部的结构示意图。

图4为本发明的大功率激光清洗头的工作原理示意图。

其中；1-凹槽；2-电源组件；3-千瓦级大功率激光器；4-柜体；5-控制组件；6-把手；7-柜门；8-滚轮；9-电源开关；10-集线管出口；11-电源线开口；12-保护气压力控制组件；13-保护气管路入口；14-保护气进口；15-散热风扇；16-控制信号线开口；17-入射激光；18-扫描振镜片；19-聚焦镜；20-待清洗工件；21-清洗工作台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出简要说明。

如图1-3所示，一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，包括可移动式主体装置、大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置和可移动式吸尘装置，所述可移动式主体装置、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置和可移动式吸尘装置均通过在它们上面设置滚轮实现便于移动，其他常规的实现它们可移动的手段也在本发明的保护范围内；冷却水供给装置、保护气供给装置和吸尘装置都属于现有技术，在此不做赘述。所述可移动式主体装置包括千瓦级大功率激光器、电源组件和控制组件，所述千瓦级大功率激光器的功率在1千瓦以上。所述千瓦级大功率激光器通过光纤与所述大功率激光清洗头连接，用于给所述大功率激光清洗头提供入射激光。所述可移动式冷却水供给装置分别与所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头连通，用于产生符合温度要求的循环冷却水，给所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头分别提供冷却水来冷却，冷却后的水返回到冷却水供给装置形成供给回路。所述可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通，用于在所述大功率激光清洗头上形成气帘或气障防止清洗过程中产生的灰渣损害大功率激光清洗头内部光学电路和玻璃窗口，以达到保护大功率激光清洗头的效果。所述可移动式吸尘装置的吸头连接设置在所述大功率激光清洗头上，通过所述吸头在所述大功率激光清洗头上位置的合理设置，在清洗过程中可移动式吸尘装置通过除尘管路产生强劲吸力，为大功率激光清洗头除去清洗过程中产生的飞尘，保护环境，清洁所述的大功率激光清洗头的玻璃窗口。所述电源组件和控制组件分别与所述大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器电连接，所述电源组件用于给所述大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器提供工作必须的电力能源；优选的，所述控制组件还与所述电源组件电连接，所述控制组件用于实现激光、电源、保护气、冷却水和吸尘的一体化控制。

如图2所示，所述可移动式主体装置包括柜体4，所述千瓦级大功率激光器3和电源组件2置于所述柜体4内。所述控制组件5设置在所述柜体4的顶板上，所述控制组件5的控制面板漏出在所述柜体4的顶板外，优选的所述控制组件5的控制面板与所述柜体4的顶板成30°倾斜角，用于便捷实现水、电、气、激光的一体化控制。所述柜体4上设置有柜门7、把手6和滚轮8。所述柜体4的顶板上设置有用于放置所述大功率激光清洗头的凹槽1。

如图3所示，为了提高系统的管路布置的美观度和实用性，所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头之间连接有集线管，所述光纤设置在所述集线管内，集线管通过柜体4上的集线管出口10连接到大功率激光清洗头。所述可移动式冷却水供给装置和可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通的管路均穿入所述柜体后集成设置在所述集线管内。所述可移动式保护气供给装置与所述柜体4之间的所述可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通的管路上设置有保护气压力控制组件12，保护气从保护气进口14进入所述的保护气体压力控制组件，保护气管路从保护气管路入口13进入柜体，所述保护气压力控制组件12固定在所述柜体4外部，便于操作员对保护气压进行手动调节压力。所述柜体4内设置有散热风扇15，实现对大功率激光器的快速散热。所述柜体4侧部设置有电源开关9、电源线开口11和控制信号线开口16，电源开关9为可移动式激光清洗系统的电力总开关，负责激光清洗系统的启停作业；所述电源组件与所述大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器通过电源线电连接，电源线开口11为电源线连接到柜体的入口；所述控制组件与所述大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器通过控制信号线电连接，控制信号线开口16为控制信号线连接到柜体的入口。

如图4所示，大功率激光清洗头包括扫描振镜片18、振镜电机、聚焦镜19、玻璃窗口、水冷管路及保护气管路，所述振镜电机与所述电源组件和控制组件电连接，所述水冷管路与所述可移动式冷却水供给装置连通，所述保护气管路与所述可移动式保护气供给装置连通。所述大功率激光器产生的大功率入射激光17，通过光纤传输到大功率激光清洗头，经所述扫描振镜片18和所述聚焦镜19后，入射到清洗工作台21上的待清洗工件20表面，实现激光清洗作业。所述扫描振镜片18置于大功率激光清洗头内部，由振动电机控制，产生高频脉冲；所述聚焦镜19置于大功率激光清洗头内部、扫描振镜片18前端，将入射激光进行聚焦，并透过玻璃窗口，照射到清洗工件表面。

在激光清洗作业过程中，所述可移动式保护气供给装置不停提供保护气体，以保护大功率激光清洗头内部光学电路和玻璃窗口；所述可移动式吸尘装置不停作业，为大功率激光清洗头清除飞尘；所述可移动式冷却水供给装置与大功率激光器开启，为大功率激光器、大功率激光清洗头提供循环冷却水，而且须在激光清洗作业停止并关停大功率激光器后关停。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于：包括可移动式主体装置、大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置和可移动式吸尘装置，所述可移动式主体装置包括千瓦级大功率激光器、电源组件和控制组件，所述千瓦级大功率激光器通过光纤与所述大功率激光清洗头连接，所述可移动式冷却水供给装置分别与所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头连通，所述可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通，所述可移动式吸尘装置的吸头连接设置在所述大功率激光清洗头上，所述电源组件和控制组件分别与所述大功率激光清洗头、可移动式冷却水供给装置、可移动式保护气供给装置、可移动式吸尘装置和千瓦级大功率激光器电连接。

2.根据权利要求1所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述可移动式主体装置包括柜体，所述千瓦级大功率激光器和电源组件置于所述柜体内，所述控制组件设置在所述柜体的顶板上，所述控制组件的控制面板漏出在所述柜体的顶板外，所述柜体上设置有柜门、把手和滚轮。

3.根据权利要求2所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述控制组件的控制面板与所述柜体的顶板成30°倾斜角。

4.根据权利要求3所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述柜体的顶板上设置有用于放置所述大功率激光清洗头的凹槽。

5.根据权利要求3所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述千瓦级大功率激光器和大功率激光清洗头之间连接有集线管，所述光纤设置在所述集线管内，所述可移动式冷却水供给装置和可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通的管路均穿入所述柜体后集成设置在所述集线管内。

6.根据权利要求3所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述可移动式保护气供给装置与所述柜体之间的所述可移动式保护气供给装置与所述大功率激光清洗头连通的管路上设置有保护气压力控制组件，所述保护气压力控制组件固定在所述柜体外部。

7.根据权利要求3所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述柜体内设置有散热风扇。

8.根据权利要求3所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述柜体侧部设置有电源开关、电源线开口和控制信号线开口。

9.根据权利要求1所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，大功率激光清洗头包括扫描振镜片、振镜电机、聚焦镜、玻璃窗口、水冷管路及保护气管路，所述振镜电机与所述电源组件和控制组件电连接，所述水冷管路与所述可移动式冷却水供给装置连通，所述保护气管路与所述可移动式保护气供给装置连通。

10.根据权利要求1所述的千瓦级大功率可移动式激光清洗系统，其特征在于，所述控制组件还与所述电源组件电连接。