CN110976436A - 一种定距追踪激光清洗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定距追踪激光清洗设备，涉及激光清洗技术领域，所述激光清洗设备包括三轴平台、激光器、清洗头、吸尘器、激光测距仪，控制器，所述激光器通过光纤与清洗头连接。所述清洗头固定在三轴平台的Z轴滑块上，所述吸尘器通过波纹管固定在清洗头的吸尘口上；所述激光测距仪与清洗头同高固定在三轴平台的Z轴滑块上，所述控制器通过通信线与三轴平台相连。本发明可以解决工件表面是曲面的激光清洗问题。提供一种搭载激光清洗头的三轴平台，可以带动激光清洗头在Z轴上，根据工件曲面高低变化而上下浮动调节，实现曲面工件的自动化激光清洗。

Description

一种定距追踪激光清洗设备
技术领域
本发明涉及激光清洗技术领域，尤其是一种定距追踪激光清洗设备。
背景技术
与传统的清洗方法相比，作为新型绿色清洗技术的激光清洗技术是基于激光与物质相互作用发展而来的，其具备不污染环境、清洗效果好、控制精度高、对基材损伤小等优点，目前对于激光清洗的研究及应用主要是针对于平面结构。而飞机，汽车等零件中表面复杂，在清洗过程中，激光焦点与待清洗表面的距离不可控制，如不能很好地控制距离，将会引起输入能量的变化，造成清洗不完全或者过度清洗，甚至造成基体的损伤。因此在激光清洗过程中，加入激光头和工件的距离反馈，来实时调节激光头距工件的距离。来实现非平面表面的高质量激光清洗。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种定距追踪激光清洗设备，以解决目前市场上激光清洗机的无法清洗非平面工件的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种定距追踪激光清洗设备，用于对工件表面进行激光清洗，包括，
三轴平台，所述三轴平台由工件放置平台、X轴移动副、Y轴移动副和Z轴移动副组成，所述X轴移动副设置在工件放置平台的两侧，所述Y轴移动副安装在X轴移动副的顶部，所述Z轴移动副安装在Y轴移动副的侧面；
激光器，所述激光器放置在三轴平台的一侧，所述激光器通过光纤与清洗头连接，所述清洗头固定在所述Z轴移动副的侧面；
吸尘器，所述吸尘器放置在三轴平台的另一侧，吸尘器通过波纹管与吸尘口连接，所述吸尘口固定安装在清洗头的下方；
控制器，所述控制器通过通信线缆与三轴平台连接，所述控制器分别控制X轴移动副、Y轴移动副和Z轴移动副三轴内部的直线导轨电机的运转。
作为本发明的一种优选技术方案，所述Z轴移动副的移动滑块上安装有激光位移传感器，所述激光位移传感器与清洗头等高，所述清洗头的下方为激光射出口，激光光束方向竖直向下。
作为本发明的一种优选技术方案，所述激光位移传感器的激光射出口斜向下设置，切与清洗头的激光射出口之间呈15-30度夹角，所述激光位移传感器的测距点与清洗头的激光光束焦距重合，所述激光位移传感器与控制器之间电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述X轴移动副、Y轴移动副和Z轴移动副三轴的运动方向相互垂直，X轴移动副和Y轴移动副的行程为300mm，Z轴移动副行程为100mm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述X轴移动副、Y轴移动副和Z轴移动副采用伺服电机通过同步带或丝杆传动，所述X轴移动副、Y轴移动副和Z轴移动副的两端均装有光电开关限位。
作为本发明的一种优选技术方案，所述清洗头的底部装有吸尘管道，所述吸尘管道呈L形，吸尘管道的一端连接吸尘口，吸尘管道的一端连接波纹管，所述波纹管为软管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述工件放置平台的正面设置有控制面板和若干控制按钮、电源开关和通信接口，所述控制面板与集成在工件放置平台内部的控制系统连接，所述控制器通过对应的通信线缆与通信接口相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述工件放置平台顶端中部安装有工件定位装置，所述工件定位装置由长条形板和放置台两部分组成，所述长条形放置板通过螺钉固定在工件放置平台的顶端，所述放置台设置在长条形放置板的顶部并与长条形放置板滑动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述激光位移传感器用于设定距离工件的数值。
与现有技术相比，本发明的有益效果：激光位移传感器实时监测距离工件的距离，反馈给控制器控制Z轴上下浮动。Z轴带动清洗头实时保证距离工件是激光焦距位置。实现复杂曲面工件的激光清洗。
附图说明
图1为定距追踪激光清洗设备结构示意图一。
图2为定距追踪激光清洗设备结构示意图二。
图3为定距追踪激光清洗设备控制流程图。
图4为实施例中，定距测量控制示意图。
图中：1、三轴平台；101、工件放置平台；102、X轴移动副；103、Y轴移动副；104、Z轴移动副；105、控制面板；2、激光器；201、光纤；202、清洗头；3、吸尘器；301、波纹管；302、吸尘口；303、吸尘管道；4、控制器；5、激光位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种定距追踪激光清洗设备，用于对工件表面进行激光清洗，包括，
三轴平台1，三轴平台1由工件放置平台101、X轴移动副102、Y轴移动副103和Z轴移动副104组成，X轴移动副102设置在工件放置平台101的两侧，Y轴移动副103安装在X轴移动副102的顶部，Z轴移动副104安装在Y轴移动副103的侧面；
激光器2，激光器2放置在三轴平台1的一侧，激光器2通过光纤201与清洗头202连接，清洗头202固定在Z轴移动副104的侧面；
吸尘器3，吸尘器3放置在三轴平台1的另一侧，吸尘器3通过波纹管301与吸尘口302连接，吸尘口302固定安装在清洗头202的下方；
控制器4，控制器4通过通信线缆与三轴平台1连接，控制器4分别控制X轴移动副102、Y轴移动副103和Z轴移动副104三轴内部的直线导轨电机的运转。
其中，Z轴移动副104的移动滑块上安装有激光位移传感器5，激光位移传感器5与清洗头202等高，清洗头202的下方为激光射出口，激光光束方向竖直向下。
其中，激光位移传感器5的激光射出口斜向下设置，切与清洗头202的激光射出口之间呈15-30度夹角，激光位移传感器5的测距点与清洗头202的激光光束焦距重合，激光位移传感器5与控制器4之间电性连接。
其中，X轴移动副102、Y轴移动副103和Z轴移动副104三轴的运动方向相互垂直，X轴移动副102和Y轴移动副103的行程为300mm，Z轴移动副104行程为100mm。
其中，X轴移动副102、Y轴移动副103和Z轴移动副104采用伺服电机通过同步带或丝杆传动，X轴移动副102、Y轴移动副103和Z轴移动副104的两端均装有光电开关限位。
其中，清洗头202的底部装有吸尘管道303，吸尘管道303呈L形，吸尘管道303的一端连接吸尘口302，吸尘管道303的一端连接波纹管301，波纹管301为软管。
其中，工件放置平台101的正面设置有控制面板105和若干控制按钮、电源开关和通信接口，控制面板105与集成在工件放置平台101内部的控制系统连接，控制器4通过对应的通信线缆与通信接口相连。
其中，工件放置平台101顶端中部安装有工件定位装置，工件定位装置由长条形板和放置台两部分组成，长条形放置板通过螺钉固定在工件放置平台101的顶端，放置台设置在长条形放置板的顶部并与长条形放置板滑动连接。
其中，激光位移传感器用于设定距离工件的数值。
工作原理：控制器4可以设定从工件A点到B点路径清洗，控制器4控制激光器2开关激光和吸尘器3开关，控制器4控制三轴平台1的X轴移动副102、Y轴移动副103带动清洗头202水平运动。激光位移传感器5和清洗头202的激光束成一定角度固定在Z轴移动副104的Z轴滑块上，激光位移传感器5光束射在工件上具有和清洗头202光束相同的位置；激光位移传感器5上可以设定数值，激光位移传感器5测量到工件的距离信号发给信号处理单元，和设定的数值做对比，对比结果发给控制器4，来控制三轴平台1的Z轴移动副104进行升降，来调节清洗头202到工件的距离，实时保持在焦距位置。从而达到全方位、精准的、高效曲面清洗的效果。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种定距追踪激光清洗设备，用于对工件表面进行激光清洗，其特征在于，包括，
三轴平台(1)，所述三轴平台(1)由工件放置平台(101)、X轴移动副(102)、Y轴移动副(103)和Z轴移动副(104)组成，所述X轴移动副(102)设置在工件放置平台(101)的两侧，所述Y轴移动副(103)安装在X轴移动副(102)的顶部，所述Z轴移动副(104)安装在Y轴移动副(103)的侧面；
激光器(2)，所述激光器(2)放置在三轴平台(1)的一侧，所述激光器(2)通过光纤(201)与清洗头(202)连接，所述清洗头(202)固定在所述Z轴移动副(104)的侧面；
吸尘器(3)，所述吸尘器(3)放置在三轴平台(1)的另一侧，吸尘器(3)通过波纹管(301)与吸尘口(302)连接，所述吸尘口(302)固定安装在清洗头(202)的下方；
控制器(4)，所述控制器(4)通过通信线缆与三轴平台(1)连接，所述控制器(4)分别控制X轴移动副(102)、Y轴移动副(103)和Z轴移动副(104)三轴内部的直线导轨电机的运转。
2.根据权利要求1所述的定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述Z轴移动副(104)的移动滑块上安装有激光位移传感器(5)，所述激光位移传感器(5)与清洗头(202)等高，所述清洗头(202)的下方为激光射出口，激光光束方向竖直向下。
3.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述激光位移传感器(5)的激光射出口斜向下设置，切与清洗头(202)的激光射出口之间呈15-30度夹角，所述激光位移传感器(5)的测距点与清洗头(202)的激光光束焦距重合，所述激光位移传感器(5)与控制器(4)之间电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述X轴移动副(102)、Y轴移动副(103)和Z轴移动副(104)三轴的运动方向相互垂直，X轴移动副(102)和Y轴移动副(103)的行程为300mm，Z轴移动副(104)行程为100mm。
5.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述X轴移动副(102)、Y轴移动副(103)和Z轴移动副(104)采用伺服电机通过同步带或丝杆传动，所述X轴移动副(102)、Y轴移动副(103)和Z轴移动副(104)的两端均装有光电开关限位。
6.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述清洗头(202)的底部装有吸尘管道(303)，所述吸尘管道(303)呈L形，吸尘管道(303)的一端连接吸尘口(302)，吸尘管道(303)的一端连接波纹管(301)，所述波纹管(301)为软管。
7.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述工件放置平台(101)的正面设置有控制面板(105)和若干控制按钮、电源开关和通信接口，所述控制面板(105)与集成在工件放置平台(101)内部的控制系统连接，所述控制器(4)通过对应的通信线缆与通信接口相连。
8.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述工件放置平台(101)顶端中部安装有工件定位装置，所述工件定位装置由长条形板和放置台两部分组成，所述长条形放置板通过螺钉固定在工件放置平台(101)的顶端，所述放置台设置在长条形放置板的顶部并与长条形放置板滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种定距追踪激光清洗设备，其特征在于，所述激光位移传感器用于设定距离工件的数值。
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