CN112427411A - 一种激光清洗光路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光清洗光路，涉及激光清洗技术领域，其技术方案要点是：包括若干个相互拼接的壳体以及设于壳体内的激光清洗光束，所述壳体的出光端处设置有用于调整激光清洗光束的出光角度的调节件，若干个所述壳体向X轴或Y轴方向依次拼接，且拼接后，各个所述激光清洗光束汇聚于同一平面上，且彼此相互紧邻设置。本发明能够形成面型光斑，提高激光清洗聚焦后的激光覆盖面积，从而在切换区域的过程中，减少间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点。

Description

一种激光清洗光路

技术领域

本发明涉及激光清洗技术领域，更具体地说，它涉及一种激光清洗光路。

背景技术

激光清洗作为一种环保、高效、高精度、高质量的清洗技术，激光清洗不但可以用来清洗有机的污染物，也可以用来清洗无机物，包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等，是一种环保的清洗方式。

现有的激光清洗通常采用一聚焦光斑，将待清洗物体与线型光斑对位后，即可实现待清洗物体的二位平面清洗，若需要对平面其他区域进行清洗，则需要移动待清洗物体或线型光斑，而线型光斑通常以一聚焦点形式呈现，从而在扫描移动的过程中，以“之”字形移动，由于光斑或待清洗物体的移动速度的影响，会导致线型光斑的切换之间的间距较大，从而导致其表面残留污染物，影响清洁效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种激光清洗光路，能够形成面型光斑，提高激光清洗聚焦后的激光覆盖面积，从而在切换区域的过程中，减少间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种激光清洗光路，包括若干个相互拼接的壳体以及设于壳体内的激光清洗光束，所述壳体的出光端处设置有用于调整激光清洗光束的出光角度的调节件，若干个所述壳体向X轴或Y轴方向依次拼接，且拼接后，各个所述激光清洗光束汇聚于同一平面上，且彼此相互紧邻设置。

进一步设置：所述壳体内沿激光清洗光束传输方向上依次设置准直镜与聚焦镜，所述聚焦镜的一侧通过转动轴铰接于壳体的内侧壁上，所述转动轴的轴向与所述激光清洗光束的传输方向相互垂直设置，且所述壳体的内侧壁上设有用于容纳聚焦镜的容纳槽，所述转动轴连接有用于驱动其转动的转动件，所述转动轴转动时带动聚焦镜转入容纳槽或壳体的出光端上。

进一步设置：所述转动件设置为旋转气缸，所述旋转气缸的输出轴与所述转动轴连接。

进一步设置：所述调节件包括转动设于壳体出光端处的反射镜以及设于壳体内的偏转电机，所述偏转电机的输出端与反射镜连接。

进一步设置：所述反射镜通过安装座与偏转电机连接，所述安装座远离反射镜出光表面的一侧上设置有用于将激光形成线状光束的透镜片，所述透镜片对位于反射镜的出光线路设置。

进一步设置：所述安装座上位于线状光束的两端位置处设置有遮光板，所述遮光板滑动设于安装座上，且所述遮光板抵触于透镜片的出光表面上，所述安装座上设有用于驱动遮光板沿线状光束延伸方向滑动的直线移动机构。

进一步设置：所述直线移动机构包括连接于两个遮光板的丝杆以及与丝杆连接的丝杆电机，所述丝杆自其中点向两端的方向分别设置有两段螺纹方向相反的螺纹线，所述遮光板与螺纹线螺纹连接。

进一步设置：所述遮光板包括遮光体以及设于遮光体两侧的滑动块，所述滑动块位于透镜片两侧，且所述安装座上开设有供滑动块滑动的移动槽，所述丝杆螺纹穿设过两个两个遮光板的滑动块设置。

进一步设置：所述壳体对称的外侧壁上分别设置有定位座与定位槽，所述定位座定位插接于定位槽内，且所述定位座与定位槽的槽壁之间通过磁吸结构磁吸定位设置。

进一步设置：所述壳体的横截面设置为方形。

通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比，具有以下优点：

1、通过可沿X轴或Y轴依次相互拼接的壳体，能够形成多道激光清洗光束，通过调节件调整后，使各个激光清洗光束相互紧邻，形成面型光斑，提高激光清洗聚焦后的激光覆盖面积，从而在切换区域的过程中，减少间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点；

2、通过转动件驱动聚焦镜转动，能够根据清洗需要选用聚焦镜，不使用聚焦镜时，激光较弱，对工件的较薄的杂质轻微缓慢清理，能够避免损伤工件的基体，且不使用聚焦镜时，激光覆盖范围大，能够提高单个激光清洗光束的覆盖面积，对于微处理过程中，方便快速高效清理，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点；

3、通过透镜片的设置，能将反射的激光清洗光束在工件表面上形成线型光束，从而在多个激光光束紧邻依次汇聚时，提高面型光斑的覆盖面积，从而在切换区域的过程中，减少间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点；

4、通过设置的遮光板与直线移动机构，方便调整线型激光光束的长短大小，拼接形成的面型光斑能够成型不规则图形，以适应于不同工况的工件表面使用，满足多种工况清洗需求，提高清洗使用范围以及清洗效果；

5、通过定位座与定位槽的配合，方便相邻两个壳体之间的拆装，以便于若干个壳体拼接使用，提高使用的便捷性。

附图说明

图1为激光清洗光路的结构示意图；

图2为若干个壳体拼接后的俯视示意图；

图3为单个壳体内部结构的剖视示意图；

图4为安装座与遮光板配合的部分结构的剖视示意图。

图中：1、壳体；11、容纳槽；12、定位沿；13、定位座；14、定位槽；2、激光清洗光束；3、调节件；31、反射镜；32、偏转电机；33、安装座；4、准直镜；5、聚焦镜；6、转动件；7、透镜片；8、遮光板；81、遮光体；82、滑动块；9、直线移动机构；91、丝杆；92、丝杆电机。

具体实施方式

参照图1至图4对激光清洗光路做进一步说明。

一种激光清洗光路，如图1所示，包括若刚相互拼接的壳体1以及设于壳体1内的激光清洗光束2，壳体1的横截面设置为方形，即成型为方形体，使其能够沿前后左右进行拼接，若干个壳体1向X轴或Y轴方向依次拼接，从而根据待清洗工件的清洗表面需求，依次拼接，覆盖清洗表面的宽度方向，即可直接通过移动多个壳体1沿清洗表面的长度方向移动，无需形成“之”字形移动，减少出现光斑切换情况，即无间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点。

如图1和图2所示，在壳体1对称的外侧壁上分别设置有定位座13与定位槽14，壳体1为方形便具有四个表面，由此在两两对称的表面上对称设定定位座13与定位槽14，以便于在壳体1的任意一表面进行拼接使用，从而能够根据工件待清洗表面形状需求，配置对应形状的壳体1范围进行覆盖。其中，可以先对待清洗表面均匀分化区域，以确定分出单独区域的形状，之后拼接对应小区域范围形状的壳体1总成来使用，在一个分化的小区域清洗后，直接转移至下一小区域覆盖即可，减少位移间距差，并提高清洗效率与清洗效果。具体的，定位座13定位插接于定位槽14内，且在定位座13与定位槽14的槽壁之间通过磁吸结构磁吸定位设置，定位座13与定位槽14的横截面均设置为梯形，从而能在二者沿竖直方向插入后避免水平方向脱离。在定位座13靠近定位槽14的底面上设定金属磁性片，在定位槽14的槽底设定磁吸块，从而在定位座13插入定位槽14内后，即可利用磁吸块与金属磁性片的磁性力将二者定位配合，拆卸时，只需施力将二者分开即可，从而方便若干个壳体1的拼接使用，以提高操作使用的便捷性。

如图1和图3所示，其中，在壳体1的出光端处设置有用于调整激光清洗光束2的出光角度的调节件3，在各个壳体1拼接后，利用调节件3调整各个激光清洗光束2，使各个激光清洗光束2汇聚于同一平面上，且彼此相互紧邻设置，从而形成面型光斑，提高激光清洗光束2覆盖范围，使其沿清洗表面长度方向移动的过程中，减少位移间距差，提高清洗效果，且激光清洗光束2覆盖范围大，能够提高清洗效率，减少区域切换清洗频率，进一步缩短间距误差，提高清洗效果。

如图3所示，调节件3包括转动设于壳体1出光端处的反射镜31以及设于壳体1内的偏转电机32，偏转电机32的输出端与反射镜31连接，方便调整反射镜31的反射角度。具体的，反射镜31通过安装座33与偏转电机32连接，在偏转电机32带动安装座33移动时，即可带动反射镜31进行角度的切换，方便快速调整反射角度进行使用。

如图3所示，在安装座33远离反射镜31出光表面的一侧上设置有用于将激光形成线状光束的透镜片7，透镜片7对位于反射镜31的出光线路设置，透镜片7采用鲍威尔棱镜制成，以便于提供线状清洗激光进行使用，从而利用少量的壳体1拼接，即可成型覆盖范围较大的激光清洗光束2，方便使用，节省成本。对于不同的待清洗表面，线状激光所需要的长度大小不同，由此，在安装座33上位于线状光束的两端位置处设置有遮光板8，遮光板8滑动设于安装座33上，且遮光板8抵触于透镜片7的出光表面上，安装座33上设有用于驱动遮光板8沿线状光束延伸方向滑动的直线移动机构9，通过直线移动机构9调整遮光板8在透镜片7上的位置，即可利用遮光板8遮住线状激光两端，调整线状激光经过透镜后的成型的长度大小，满足不同的清洗工件需求。

如图3所示，壳体1内沿激光清洗光束2传输方向上依次设置准直镜4与聚焦镜5，使激光清洗光束2接入壳体1内后，先经过准直镜4形成平行光束，再通过聚焦镜5聚焦使用，从而便于有效进行激光清洗作业。激光清洗光束2的成型，首先通过激光发生器摄入壳体1内，由壳体1内的准直镜4准直使其平行后，再通过聚焦镜5聚焦成型，之后的激光清洗光束2经过反射镜31反射至所需要的角度位置，再通过透镜折射形成线状激光，从而方便提供线状激光光束进行清洗作业。

如图3所示，对于部分杂质可能需要多次进行激光清洗，若在经过多次激光清洗后，则工件表面残留的杂质变薄，此时利用不聚焦的激光即可清洗完成，以保护工件的基体不受损坏。由此，在聚焦镜5的一侧通过转动轴铰接于壳体1的内侧壁上，转动轴的轴向与激光清洗光束2的传输方向相互垂直设置，且壳体1的内侧壁上设有用于容纳聚焦镜5的容纳槽11，转动轴连接有用于驱动其转动的转动件6，转动轴转动时带动聚焦镜5转入容纳槽11或壳体1的出光端上，若需要聚焦，则将聚焦镜5转入壳体1的出光端上，若无需对焦，则将聚焦镜5转入容纳槽11中，利用准直后的激光通过反射镜31与透镜的配合，直接作用在工件上，从而能够避免对浇薄杂质的清洗时给工件基体带来损伤。其中，壳体1供聚焦镜5定位于其出光端的位置处设置有定位沿12，能够便于聚焦镜5移动到位后的定位反馈，提高使用的便捷性。

如图3所示，为了便于自动化控制，转动件6设置为旋转气缸，旋转气缸的输出轴与转动轴连接，且旋转气缸连接并受控于控制器上，以便于自动化控制聚焦镜5的位置变化，方便操作使用。进一步的，偏转电机32以及直线移动移动机构均连接并受控于控制器上，以便于自动化控制反射镜31的角度调整以及线状激光的长度调整，提高操作使用的便捷性。

如图3和图4所示，具体的，直线移动机构9包括连接于两个遮光板8的丝杆91以及与丝杆91连接的丝杆电机92，丝杆91自其中点向两端的方向分别设置有两段螺纹方向相反的螺纹线，遮光板8与螺纹线螺纹连接，以便于通过一个丝杆91的转动，同步带动两个遮光板8向相互靠近或相互远离的方向移动，从而方便调整线状激光光束的长度大小，提高调整速率以及便捷性。进一步的，遮光板8包括遮光体81以及设于遮光体81两侧的滑动块82，滑动块82位于透镜片7两侧，且安装座33上开设有供滑动块82滑动的移动槽，丝杆91螺纹穿设过两个遮光板8的滑动块82设置，从而能够避免丝杆91影响透镜的折射，同时又便于丝杆91带动遮光板8移动，提高线状激光长度调整的便捷性，以满足多种产品的激光清洗需求，提高清洗效果。

工作原理：在使用时，对于小型的待清洗工件的清洗，可将若干个壳体1沿同一直线进行拼接，并利用调节件3调整拼接后的线状激光光束，并通过直线移动机构9调整单个线状激光的长度大小，使各个激光清洗光束2首尾衔接并处于同一直线上，使其拼接后的激光清洗光束2不小于待清洗工件的宽度大小；接着以待清洗表面长度大小，依次拼接多条激光清洗光束2，并使其相互紧邻，提高激光清洗光束2的覆盖范围，之后将拼接后的壳体1沿待清洗工件表面的长度方向移动，即可全面对待清洗工件表面进行激光清洗，由此在清洗过程中，无需以“之”字切换区域，且切换区域的过程中，减少间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点。若对于大型的待清洗工件进行清洗，可先对待清洗工件的待清洗表面进行均匀的区域划分为若干个小区域，接着拼接若干个壳体1，并调整激光清洗线束的长度大小以及位置，使其拼接后成型的形状以及面积与小区域形状以及面积大小一致，即可进行清洗，清洗时以一个小区域为单位依次进行清洗，从而依次全面进行激光清洗作业，由此，能够形成面型光斑进行清洗，提高激光清洗聚焦后的激光覆盖面积，且清洗分区域依次进行，对于单个区域能够全面覆盖，从而在切换区域的过程中，减少间距误差，避免污染物残留，具有提高其激光清洗效果的优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光清洗光路，其特征在于，包括若干个相互拼接的壳体(1)以及设于壳体(1)内的激光清洗光束(2)，所述壳体(1)的出光端处设置有用于调整激光清洗光束(2)的出光角度的调节件(3)，若干个所述壳体(1)向X轴或Y轴方向依次拼接，且拼接后，各个所述激光清洗光束(2)汇聚于同一平面上，且彼此相互紧邻设置。

2.根据权利要求1所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述壳体(1)内沿激光清洗光束(2)传输方向上依次设置准直镜(4)与聚焦镜(5)，所述聚焦镜(5)的一侧通过转动轴铰接于壳体(1)的内侧壁上，所述转动轴的轴向与所述激光清洗光束(2)的传输方向相互垂直设置，且所述壳体(1)的内侧壁上设有用于容纳聚焦镜(5)的容纳槽(11)，所述转动轴连接有用于驱动其转动的转动件(6)，所述转动轴转动时带动聚焦镜(5)转入容纳槽(11)或壳体(1)的出光端上。

3.根据权利要求2所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述转动件(6)设置为旋转气缸，所述旋转气缸的输出轴与所述转动轴连接。

4.根据权利要求2所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述调节件(3)包括转动设于壳体(1)出光端处的反射镜(31)以及设于壳体(1)内的偏转电机(32)，所述偏转电机(32)的输出端与反射镜(31)连接。

5.根据权利要求4所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述反射镜(31)通过安装座(33)与偏转电机(32)连接，所述安装座(33)远离反射镜(31)出光表面的一侧上设置有用于将激光形成线状光束的透镜片(7)，所述透镜片(7)对位于反射镜(31)的出光线路设置。

6.根据权利要求5所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述安装座(33)上位于线状光束的两端位置处设置有遮光板(8)，所述遮光板(8)滑动设于安装座(33)上，且所述遮光板(8)抵触于透镜片(7)的出光表面上，所述安装座(33)上设有用于驱动遮光板(8)沿线状光束延伸方向滑动的直线移动机构(9)。

7.根据权利要求6所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述直线移动机构(9)包括连接于两个遮光板(8)的丝杆(91)以及与丝杆(91)连接的丝杆电机(92)，所述丝杆(91)自其中点向两端的方向分别设置有两段螺纹方向相反的螺纹线，所述遮光板(8)与螺纹线螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述遮光板(8)包括遮光体(81)以及设于遮光体(81)两侧的滑动块(82)，所述滑动块(82)位于透镜片(7)两侧，且所述安装座(33)上开设有供滑动块(82)滑动的移动槽，所述丝杆(91)螺纹穿设过两个两个遮光板(8)的滑动块(82)设置。

9.根据权利要求1所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述壳体(1)对称的外侧壁上分别设置有定位座(13)与定位槽(14)，所述定位座(13)定位插接于定位槽(14)内，且所述定位座(13)与定位槽(14)的槽壁之间通过磁吸结构磁吸定位设置。

10.根据权利要求9所述的一种激光清洗光路，其特征在于，所述壳体(1)的横截面设置为方形。

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