CN111346879A - 一种激光复合清洗系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光复合清洗系统以及方法，所述激光复合清洗系统包括连续激光产生装置、纳秒脉冲激光产生装置、第一振镜以及第二振镜，所述第一振镜用于调节所述连续激光产生装置产生的激光束路径，所述第二振镜用于调节所述纳秒脉冲激光产生装置产生的激光束路径。

Description

一种激光复合清洗系统以及方法

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，尤其涉及一种激光复合清洗方法。

背景技术

目前激光清洗作为一种常见的表面清理的方法，已经广泛应用于设备长时间运行以及零件长时间使用后出现的漆层以及油污等。

现有激光清洗设备通常将连续激光和脉冲激光进行合束，再通过一个振镜系统进行调整合束激光的路径，难以灵活控制合束激光光斑焦点位置，对多元化场景的应用不足。

发明内容

本发明提供一种激光复合清洗系统以及方法，分别独立调节连续激光和脉冲激光的焦点光斑位置等参数，灵活性高。

本发明首先提供了一种激光复合清洗系统，包括连续激光产生装置、纳秒脉冲激光产生装置、第一振镜以及第二振镜，所述第一振镜用于独立调节所述连续激光产生装置产生的激光束路径，所述第二振镜用于独立调节所述纳秒脉冲激光产生装置产生的激光束路径。

进一步的，所述连续激光产生装置产生的激光束与所述纳秒脉冲激光产生装置产生的激光束焦点存在间距。

进一步的，所述连续激光产生装置输出的激光波长为1064nm。

本发明还提供一种采用上述的激光复合清洗系统进行清洗的激光复合清洗方法，所述激光复合清洗方法包括以下步骤：

参数设置步骤：

根据待清洗面形状将所述第一振镜与所述第二振镜的扫描图形以及扫描方向设置与所述待清洗面形状一致并且扫描起点相同；

设置所述连续激光产生装置输出激光的平均功率p1以及扫描速度v1；

设置所述纳秒脉冲激光产生装置输出激光的平均功率p2、脉冲频率、脉冲宽度以及扫描速度v2,其中v2小于v1，p2小于p1；

清洗步骤：

所述连续激光产生装置与所述纳秒脉冲激光产生装置分别根据所设置的参数进行清洗。

进一步的，根据待清洗面形状将所述第一振镜与所述第二振镜的扫描图形以及扫描方向设置与所述待清洗面形状一致并且扫描起点相同，包括：

若所述待清洗面为平面时：

可以将工件固定不动，通过所述第一振镜和所述第二振镜在平面上X，Y方向上摆动扫描。

也可以将工件固定不动，所述第一振镜和所述第二振镜在平面上 X，Y方向中任一个方向上往复扫描，机械臂在另一个方向上进给。

若所述待清洗面为曲面时：

将轴类工件固定在旋转轴上，所述旋转轴围绕中心线旋转，所述第一振镜和所述第二振镜在平行于所述中心线的方向上往复扫描。

本发明通过将连续激光和脉冲激光分别通过独立控制的振镜系统进行调整，先利用连续激光去除表面的厚漆，再通过脉冲激光去除漆层的底层，有效清洗且不损坏工件。

附图说明

图1是本发明的激光复合清洗系统的一实施例的工作示意图。

图2是本发明的激光复合清洗方法的一实施例的流程图。

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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

还需要说明的是，本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1-2，本发明提供了一种激光复合清洗系统100，用于清洗工件200表面的待清洗漆层210。激光复合清洗系统100包括连续激光产生装置10、纳秒脉冲激光产生装置20、第一振镜30、第二振镜40、第一传输光纤50以及第二传输光纤60。

连续激光产生装置10产生激光束，通过第一传输光纤50传输，再通过第一振镜30独立调节连续激光产生装置10产生的激光束路径。

相同的，纳秒脉冲激光产生装置20产生激光束，通过第二传输光纤60传输，再通过第二振镜40独立调节纳秒脉冲激光产生装置20产生的激光束路径。

本发明中的激光复合清洗系统工作时，可以根据实际情况的需要分别调整第一振镜30和第二振镜40以调节连续激光和脉冲激光的参数。

在本实施例中，连续激光产生装置10为光纤激光器，光纤激光相比采用CO2激光器或半导体激光器，能量密度较大，能量有效利用率较高，因此能够更有效的提升清洗效率。

优选的，连续激光产生装置10输出的激光波长为1064nm。

优选的，纳秒脉冲产生装置20输出的激光波长为1064nm。

本发明还提供了一种采用上述的激光复合清洗系统进100行清洗的激光复合清洗方法，所述激光复合清洗方法包括以下步骤：

参数设置步骤：

S100：根据待清洗面形状将所述第一振镜与所述第二振镜的扫描图形以及扫描方向设置与所述待清洗面形状一致并且扫描起点相同；

S200：设置所述连续激光产生装置输出激光的平均功率p1以及扫描速度v1；

S300：设置所述纳秒脉冲激光产生装置输出激光的平均功率p2、脉冲频率、脉冲宽度以及扫描速度v2,其中v2小于v1，p2小于p1；

本领域技术人员可以理解的是，参数设置步骤不存在必然的先后顺序。

清洗步骤：

S400：所述连续激光产生装置与所述纳秒脉冲激光产生装置分别根据所设置的参数进行清洗。

如图1所示，待清洗漆层219包括厚表层211和薄底层212，步骤 S400中所述连续激光产生装置10的扫描速度v1大于步骤S500中所述纳秒脉冲激光产生装置20的扫描速度v2，通过扫描速度的不同，利用高功率连续激光的高能量密度烧蚀厚表层211，同时对底层剩余薄漆起到预热作用，再利用高频率光纤纳秒脉冲激光高峰值高脉冲频率的优势使薄底层212振动、气化，从而使得清洗效果较好，效率较高。

在本实施例中，根据待清洗面形状将所述第一振镜与所述第二振镜的扫描图形以及扫描方向设置与所述待清洗面形状一致并且扫描起点相同，包括：

若所述待清洗面为平面时：

可以将工件固定不动，通过所述第一振镜和所述第二振镜在平面上X，Y方向上摆动扫描。

也可以将工件固定不动，所述第一振镜和所述第二振镜在平面上 X，Y方向中任一个方向上往复扫描，机械臂在另一个方向上进给。

若所述待清洗面为曲面时：

将轴类工件固定在旋转轴上，所述旋转轴围绕中心线旋转，所述第一振镜和所述第二振镜在平行于所述中心线的方向上往复扫描。

本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括/包含”和词语“具有/ 包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。

本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光复合清洗系统，其特征在于，包括连续激光产生装置、纳秒脉冲激光产生装置、第一振镜以及第二振镜，所述第一振镜用于独立调节所述连续激光产生装置产生的激光束路径，所述第二振镜用于独立调节所述纳秒脉冲激光产生装置产生的激光束路径。

2.根据权利要求1所述的激光复合清洗系统，其特征在于，所述连续激光产生装置产生的激光束与所述纳秒脉冲激光产生装置产生的激光束焦点存在间距。

3.根据权利要求1所述的激光复合清洗系统，其特征在于，所述连续激光产生装置输出的激光波长为1064nm。

4.一种采用如权利要求1-3中任一项所述的激光复合清洗系统进行清洗的激光复合清洗方法，其特征在于，所述激光复合清洗方法包括以下步骤：

参数设置步骤：

根据待清洗面形状将所述第一振镜与所述第二振镜的扫描图形以及扫描方向设置与所述待清洗面形状一致并且扫描起点相同；

设置所述连续激光产生装置输出激光的平均功率p1以及扫描速度v1；

设置所述纳秒脉冲激光产生装置输出激光的平均功率p2、脉冲频率、脉冲宽度以及扫描速度v2,其中v2小于v1，p2小于p1；

清洗步骤：

所述连续激光产生装置与所述纳秒脉冲激光产生装置分别根据所设置的参数进行清洗。

5.根据权利要求4所述的激光复合清洗方法，其特征在于，根据待清洗面形状将所述第一振镜与所述第二振镜的扫描图形以及扫描方向设置与所述待清洗面形状一致并且扫描起点相同，包括：

若所述待清洗面为平面时：

可以将工件固定不动，通过所述第一振镜和所述第二振镜在平面上X，Y方向上摆动扫描。

也可以将工件固定不动，所述第一振镜和所述第二振镜在平面上X，Y方向中任一个方向上往复扫描，机械臂在另一个方向上进给。

若所述待清洗面为曲面时：

将轴类工件固定在旋转轴上，所述旋转轴围绕中心线旋转，所述第一振镜和所述第二振镜在平行于所述中心线的方向上往复扫描。

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