CN113182281B - 一种板件激光清洗工艺及激光清洗设备 - Google Patents

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Abstract

一种板件激光清洗工艺及激光清洗设备，以板件顶面的中心为基点，以扩散圆的方式向板件的边缘方向清洗；扩散圆以激光头单向改变倾角，结合板件以中心为轴点转动的方式形成。通过使用同一电机作为动力源，保证动力轴转动频率的统一性，通过调节蠕动转盘和螺纹，使得激光头的角速率和尘吸管的移动速率一致，保证尘吸管的吸附效率；激光头单向改变倾角，结合板件轴点转动的方式形成正向扩散圆，进一步激光头倾角的反向变化，形成反向扩散；再通过结合正向扩散时，激光以高频清除污垢；反向扩散，激光以低频强化清洗效果。其结构简单，使用方便，清洗流程一体化，自动化程度高，清洗效果好，尘溅率低，环保，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种板件激光清洗工艺及激光清洗设备
技术领域
本发明涉及一种激光清洗工艺，具体涉及一种板件激光清洗工艺及激光清洗设备。
背景技术
激光清洗相对于传统的金属表面清洗具有无研磨、无应力、无耗材、环保高效等优点，因此，激光清洗在各行业中得到了快速应用和发展。其中，激光清洗头具有移动方便、清洗灵活、成本低等优点，被广泛用于复杂的清洗环境中。例如，通过拼焊完后的直角钣金，其焊接的夹角处会出现黑色焊渣，需要用到激光清洗头对焊渣进行清理。
而对于大面积的板件，频繁的挪动板件或激光头，难以将精准、无遗漏、全方位的清洗整个板面，或因频繁的挪动，容易产生误差，导致无法达到全方位的效果。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种板件激光清洗工艺及激光清洗设备。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种板件激光清洗工艺，以板件顶面的中心为基点，以扩散圆的方式向板件的边缘方向清洗；
所述扩散圆以激光头单向改变倾角，结合板件以中心为轴点转动的方式形成。
上述扩散圆包括正向扩散和/或反向扩散，分别对应激光的高频和低频清洗。
上述的清洗工艺，包括管口正对激光的焦点，且随焦点同步移动的尘吸管。
进一步的，上述尘吸管的移动由激光头的摆动联动。
一种适用于上述的板件激光清洗工艺的清洗设备，包括通过转动装置悬置于板件台的顶部的激光头，和通过移动装置悬置于板件台的顶部的尘吸管，尘吸管的管口正对激光于板件上的焦点；
所述转动装置和移动装置由双轴的第一电机驱动；
板件台由同轴的第二电机驱动。
上述摆动转轴包括与激光头固定的转动盘，且转动盘通过蠕动齿盘轴接第一电机；
所述蠕动齿盘由若干不同齿数比的齿盘依次齿接组成。
上述移动装置包括设于滑腔内的滚珠丝杆，螺母由丝杆联动沿滑腔水平移动；
第一电机联动丝杆的端部，螺母与透过滑腔侧壁的夹杆固接，由设于夹杆端部的夹头夹持尘吸管。
进一步的，上述夹杆的中轴线与转动盘的中轴线平行，第一电机通过L型折向齿盘联动丝杆；
所述折向齿盘包括一对缘端齿呈45°设置的齿盘，分别与第一电机轴、丝杆轴固定。
上述丝杆设有交叉的双向螺纹；转动装置为摆动装置：于转动盘相对激光头的侧面设有摆动柱，激光头的对侧面设有匹配的条形槽，激光头的摆动轴设于条形槽的底部。
进一步的，上述夹头通过偏向轴接于夹杆的端部，
所述偏向轴设有齿接的偏向螺母。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种板件激光清洗工艺及激光清洗设备，通过使用同一电机作为动力源，保证动力轴转动频率的统一性，通过调节蠕动转盘和螺纹，使得激光头的角速率和尘吸管的移动速率一致，保证尘吸管的吸附效率，避免尘飞扬，降低环境污染；通过激光头单向改变倾角，结合板件轴点转动的方式形成正向扩散圆，并进一步结合激光头的倾角的反向变化，形成反向扩散的形式；再通过结合正向扩散时，激光以高频加强污垢的清除效果，反向扩散，激光以低频进一步清洁、强化清洗效果。
本发明的激光清洗工艺及激光清洗设备，其结构简单，使用方便，清洗流程一体化，自动化程度高，清洗效果好，尘溅率低，环保，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为清洗设备的结构示意图。
图2为尘吸管随激光头移动的结构示意图。
图3为转动装置的结构示意图。
图4为移动装置的结构示意图。
图5为摆动装置的结构示意图。
附图中标记的含义如下：1、激光头，2、尘吸管，3、板件台，4、蠕动齿盘，5、转动盘，6、第一电机，7、移动装置，8、折向齿盘，9、滑腔，10、丝杆，11、螺母，12、夹杆，13、偏向螺母，14、夹头，15、摆动柱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种板件激光清洗设备，由板件台3、激光头1和尘吸管2组成。
板件台的顶面用于搁置板件，板件台由底部的第二电机同轴驱动转动。
激光头和尘吸管分别通过转动装置、移动装置悬置于板件台的顶部。激光头垂直时，激光的焦点聚焦于板件台的中轴处。
转动装置7和移动装置均有双轴的第一电机驱动。
转动装置由转动盘5和蠕动齿盘4组成，蠕动齿盘4由若干不同齿数比的齿盘依次齿接组成，齿盘的数量优选为3-5个，蠕动齿盘的一侧的齿盘齿接转动盘，另一侧的齿盘由第一电机7的一端轴联动。第一电机的另一端轴通过L型折向齿盘8联动滚珠丝杆，由滚珠丝杆联动夹杆及其夹持的尘吸管移动。
移动装置由L型折向齿盘、滚珠丝杆、滑腔9和夹杆组成。L型折向齿盘由2个于缘端设置呈45°外倾角环齿的齿盘组成，两个齿盘分别同轴的和第一电机轴、丝杆10固定。滚珠丝杆设置在滑腔内，丝杆上设有交叉的双向螺纹，螺母11由滑腔限定转动并由丝杆联动沿滑腔的长度方向水平移动。夹杆12的一端透过滑腔的侧壁与螺母固定，由螺母联动，另一端通过偏向轴接夹头14，且偏向轴与偏向螺母13齿接，由转动的螺母齿接调节偏向轴进而联动夹头基于轴偏转方向。夹头用于夹持尘吸管。
固定后，第一电机联动丝杆的端部，螺母与透过滑腔侧壁的夹杆固接，由设于夹杆端部的夹头夹持尘吸管，尘吸管的管口正对激光于板件上的焦点。夹杆的中轴线与转动盘的中轴线平行；激光头的中线于纵向以转动盘的(横向)中轴线为转动轴；尘吸管的中线于纵向以夹持点，即偏向轴的中线为转动轴；且激光头的中线的摆动面、尘吸管的中线的转动面，尘吸管的中线的移动面处于同一纵向面。
使用时：
板件激光清洗工艺，将板件放置在板件台的顶面。调整激光头垂直吧，保持纵向，调整尘吸管的夹持长度，并调整倾斜角度，使得尘吸管的管口正对激光于板件上的焦点。
启动第二电机，转动板件台及台面上的板件。
启动激光装置，激光头发射激光，聚焦于待清洗板件；
启动第一电机，一端通过蠕动齿盘联动激光头缓慢偏向，如图2中的∠a所示，另一端通过滚珠丝杆联动尘吸管移动，如图2中的位移L所示。
优选的，基于同一电机轴的转动，可通过调整蠕动齿盘的齿数比进而调节∠a的角变速度，可通过调节丝杆的螺纹密度调节尘吸管的移动速度。
如图2所示，当发生∠a变化时，聚焦的位移B和位移L相等，则可通过公式获得：L＝B＝A*tan(a)，式中，A为激光头的激光发射面于垂直方向距离板面的距离(或高度)。当L＝B时，可使得尘吸管始终处于吸附点，吸附效率最大化。
激光聚焦的焦点即为清洗点，随着激光头单向改变倾角，结合板件以中心为轴点转动，清洗点以中心为起始点，以扩散圆的方式向板件的边缘方向逐渐、依次清洗。
进一步的，
可将转动装置优化为如图5所示的摆动装置，即于转动盘相对激光头的侧面设有摆动柱15，激光头的相对侧面(平面)设有匹配的条形槽，激光头的摆动轴设于条形槽的底部。
摆动柱随转动盘做圆周运动，同时于条形槽内往复，联动条形槽摆动，进而联动激光头基于摆动轴往复摆动。激光头摆动的弧线轨迹的两端即为起始点和终点。往复摆动与双向螺纹协同作用，当摆动至终端点时，螺母移动至丝杆的端部，因丝杆的双向螺纹，螺母呈反向转动，即联动夹杆反向转动。即，扩散圆以反向扩散的方式回至起始点。结合正向扩散时，激光以高频加强污垢的清除效果；反向扩散，激光以低频进一步清洁、强化清洗效果。
本发明的因采用旋转的扩散圆的方式，台面上的板件的转动速率较慢，因此板件台可不设置卡固板件的固定装置。根据使用需求，若板件重量较轻，或面积较大，可以设置相应的固定装置，包括但不限于卡箍、负压吸附等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种板件激光清洗工艺，其特征在于，以板件顶面的中心为基点，以扩散圆的方式向板件的边缘方向清洗；
所述扩散圆以激光头单向改变倾角，结合板件以中心为轴点转动的方式形成；
所述的板件激光清洗工艺采用的清洗设备包括：
通过转动装置悬置于板件台的顶部的激光头；以及
通过移动装置悬置于板件台的顶部的尘吸管，尘吸管的管口正对激光于板件上的焦点；
所述转动装置和移动装置由双轴的第一电机驱动，板件台由同轴的第二电机驱动；
所述移动装置包括设于滑腔内的滚珠丝杆，螺母由丝杆联动沿滑腔水平移动；第一电机联动丝杆的端部，螺母与透过滑腔侧壁的夹杆固接，由设于夹杆端部的夹头夹持尘吸管。
2.根据权利要求1所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，所述扩散圆包括正向扩散和/或反向扩散，结合正向扩散时，激光以高频加强污垢的清除效果；反向扩散时，激光以低频进一步清洁来强化清洗效果。
3.根据权利要求1所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，包括管口正对激光的焦点，且随焦点同步移动的尘吸管。
4.根据权利要求3所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，所述尘吸管的移动由激光头的摆动联动。
5.根据权利要求1所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，所述转动装置包括与激光头固定的转动盘，且转动盘通过蠕动齿盘轴接第一电机；
所述蠕动齿盘由若干不同齿数比的齿盘依次齿接组成。
6.根据权利要求1所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，所述夹杆的中轴线与转动盘的中轴线平行，第一电机通过L型折向齿盘联动丝杆；
所述折向齿盘包括一对缘端齿呈45°设置的齿盘，分别与第一电机轴、丝杆轴固定。
7.根据权利要求6所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，所述丝杆设有交叉的双向螺纹；
转动装置为摆动装置：于转动盘相对激光头的侧面设有摆动柱，激光头的对侧面设有匹配的条形槽，激光头的摆动轴设于条形槽的底部。
8.根据权利要求1所述的一种板件激光清洗工艺，其特征在于，所述夹头通过偏向轴接于夹杆的端部，所述偏向轴设有齿接的偏向螺母。
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