CN113714645B - 激光抛光装置和激光抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光加工技术领域,公开了一种激光抛光装置和激光抛光方法,激光抛光装置包括:机箱;工作台,设于机箱内,并用于放置工件;激光发射机构,设于机箱内,用于先后发射第一激光和第二激光至工件上,第二激光的脉冲宽度小于第一激光的脉冲宽度;监测机构,设于机箱内,包括热成像仪、电子显微镜、监控摄像头中的至少一种,监测机构用于采集工件的表面信息。上述激光抛光装置可通过激光发射机构发射不同脉冲宽度的激光至工件上,对工件进行粗抛和精抛的结合,有效降低工件表面的粗糙度,并通过监测机构实时监测工件的抛光情况,有效改善了目前激光抛光装置抛光后的产品表面粗糙度大、抛光效果差、抛光过程无法实时观测的问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域,尤其涉及一种激光抛光装置和激光抛光方法。
背景技术
陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。陶瓷作为一种硬脆材料,通过传统机械加工对其进行表面抛光具有非常大的挑战。
激光抛光技术是近10年来飞速发展的一种新型抛光技术,它以自身的优势和不可替代性在许多领域中逐步取代了传统抛光工艺。激光设备用于工业生产的切割、钻孔以及焊接也为许多人所了解。现有的激光抛光主要是利用熔融原理来平滑被抛光物体的表面,但获得的物体表面粗糙度大;此外,现有的激光抛光装置无法实时观测抛光过程情况,并进行相应的参数调整,抛光效果差。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种激光抛光装置和激光抛光方法,以解决现有技术中激光抛光装置抛光后的产品表面粗糙度大、抛光效果差、抛光过程无法实时观测的问题。
第一方面,本发明实施例提出一种激光抛光装置,用于抛光工件,包括:
机箱;
密封舱,设于所述机箱内部,且所述密封舱的侧壁上设有一支撑台;
工作台,设于所述机箱内且旋转连接于所述密封舱的底部,所述工作台用于放置工件;
激光发射机构,设于所述机箱内,所述激光发射机构包括第一激光器、第二激光器、第一激光振镜组件和第二激光振镜组件,所述第一激光器用于发射第一激光至工件上,所述第二激光器用于发射第二激光至工件上,所述第一激光振镜组件和所述第二激光振镜组件均为三维振镜,且所述第一激光振镜组件和所述第二激光振镜组件分别用于调节所述第一激光器和所述第二激光器所发射激光的路线,所述第一激光振镜组件和所述第二激光振镜组件分别包括多组第一镜片和多组第二镜片,至少其中一组所述第一镜片和至少其中一组所述第二镜片为可移动镜片,以实时调节抛光的焦点位置,所述第二激光的脉冲宽度小于所述第一激光的脉冲宽度;
监测机构,设于所述机箱内,包括间隔设置的热成像仪、电子显微镜、监控摄像头,所述热成像仪、所述电子显微镜和所述监控摄像头均设于所述支撑台上,所述监测机构用于采集工件的表面信息;
无线传输单元,所述无线传输单元电连接于所述监控摄像头并与外部终端设备通信连接,用于将所述监控摄像头拍摄到的画面实时传送给外部终端设备。
上述激光抛光装置可通过激光发射机构先后发射不同脉冲宽度的激光至工件上,由于脉冲宽度越小,激光的瞬间能量越高,通过不同脉冲宽度激光的先后抛光,可对工件进行粗抛和精抛的结合,有效降低工件表面的粗糙度,并可通过监测机构实时监测工件的抛光情况,有效改善了目前激光抛光装置抛光后的产品表面粗糙度大、抛光效果差、抛光过程无法实时观测的问题。
在一实施例中,所述第一激光为纳秒脉冲激光,所述第二激光为皮秒脉冲激光。由于第二激光的脉冲宽度小于第一激光的脉冲宽度,可对工件进行两次抛光,并大幅降低工件的表面粗糙度。
在一实施例中,所述激光抛光装置还包括电连接于所述激光发射机构的控制装置,所述控制装置用于导入工件的三维图像并绘制可覆盖工件三维图像的二维图像,以在所述二维图像上确定抛光范围,并可将抛光范围的的坐标信息转换为所述可移动镜片的坐标系值并生成控制指令;
所述激光抛光装置还包括电连接于所述控制装置的电气控制机构,所述电气控制机构用于接收所述控制指令并控制所述可移动镜片移动,以控制所述激光发射机构按照预设的抛光范围对工件进行抛光。如此,可通过控制装置实时调整抛光范围,并通过电气控制机构精准控制激光到达预设抛光范围所对应的工件的抛光区域,提高激光抛光装置的灵活性和准确性。
在一实施例中,所述激光抛光装置还包括第一显示屏和第二显示屏,所述第一显示屏和所述第二显示屏分别电连接于所述热成像仪和所述电子显微镜,以分别显示工件的表面温度、工件的材料去除状态和缺陷。如此,可通过热成像仪、电子显微镜和监控摄像头摄像头实时且全面地监测抛光过程,可防止人眼直接观察激光造成的损伤,并及时调整抛光过程参数,减少工件的缺陷。
在一实施例中,所述激光抛光装置还包括:
密封盖板,设于所述密封舱的顶部,以使所述密封舱内形成一封闭空间,所述密封盖板上设有透光部,以使激光透过所述密封盖板;
密封圈,设于所述密封舱和所述密封盖板的连接处。如此,可保证密封舱的密封性,进而提升不同工件进行抛光时环境条件的一致性。
在一实施例中,所述激光抛光装置还包括通气机构,所述通气机构与所述密封舱连通,用于向所述封闭空间内通入惰性气体。如此,可防止工件在抛光过程中与氧气发生反应,避免工件表面形成氧化层。
第二方面,本申请的实施例还提出一种激光抛光方法,采用如第一方面任一实施例所述的激光抛光装置,所述激光抛光方法包括:
将工件设于工作台上;
设置激光发射机构的抛光范围,所述抛光范围对应于工件的抛光区域;
向工件的抛光区域发射第一激光,以进行第一次抛光;
向工件的抛光区域发射第二激光,以进行第二次抛光,所述第二激光的脉冲宽度小于所述第一激光的脉冲宽度。
上述激光抛光方法通过使用不同脉冲宽度的激光先后对工件的表面进行粗抛和精抛,可有效降低工件表面的粗糙度,提高抛光效果。
在一实施例中,设置所述激光发射机构的抛光范围,包括:
导入工件的三维图像;
绘制可覆盖工件三维图像的二维图像,并在所述二维图像上确定抛光范围;
将抛光范围的坐标信息转换为所述激光发射机构的坐标系值并生成控制指令,所述控制指令用于控制所述激光发射机构向工件的抛光区域发射所述第一激光和所述第二激光。
上述激光抛光方法可通过激光发射机构先后发射不同脉冲宽度的激光至工件上,可对工件进行粗抛和精抛的结合,有效降低工件表面的粗糙度,并可通过监测机构实时监测工件的抛光情况,有效改善了目前激光抛光装置抛光后的产品表面粗糙度大、抛光效果差、抛光过程无法实时观测的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的激光抛光装置的立体示意图;
图2为图1所示的激光抛光装置另一角度的内部结构的立体示意图;
图3为图2所示的激光抛光装置中密封舱的立体示意图;
图4为图3所示的密封舱的立体分解示意图;
图5为本发明一实施例提供的激光抛光方法的流程图之一;
图6为本发明一实施例提供的激光抛光方法的流程图之二。
图中标记的含义为:
100、激光抛光装置;
10、机箱;11、载物架;12、报警器;
20、工作台;
31、第一激光器;32、第二激光器;33、第一激光振镜组件;34、第二激光振镜组件;
40、监测机构;41、热成像仪;42、电子显微镜;43、监控摄像头;
51、计算机;
61、第一显示屏;62、第二显示屏;63、热成像仪主机;64、转动控制端;
71、密封舱;711、支撑台;72、密封盖板;721、透光部;73、密封圈;74、锁紧件;
80、通气机构;81、惰性气体罐;82、连接管;
91、第一水冷机;92、第二水冷机;93、防辐射玻璃门;94、万向轮;95、承重脚。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图即实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需说明的是,当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件,它可以是直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件,它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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,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,因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
本申请实施例提供一种激光抛光装置,可用于抛光陶瓷材料、也可用于模具钢、钛合金等金属材料的精抛光。
请参照图1至图4,本申请第一方面的实施例提出一种激光抛光装置100,用于抛光工件,包括机箱10、工作台20、激光发射机构和监测机构40。
工作台20设于机箱10内,工作台20用于放置工件。
激光发射机构设于机箱10内,激光发射机构用于先后发射不同脉冲宽度的第一激光和第二激光至工件上,第二激光的脉冲宽度小于第一激光的脉冲宽度,以先后对工件上的同一抛光区域进行粗抛和精抛。
监测机构40设于机箱10内,包括热成像仪41、电子显微镜42、监控摄像头43中的至少一种,监测机构40用于采集工件的表面信息。
可以理解,激光抛光装置100应先使用脉冲宽度大的激光对工件进行粗抛,在通过脉冲宽度较小的激光对工件的同一抛光范围进行精抛,以实现工件良好的抛光效果。
在本实施例中,监测机构40包括热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43,用于采集工件的多种表面信息,以对工件的抛光过程进行全面地监测。可以理解,激光的行进路线应避让热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43的位置,以避免对监测机构40造成不可逆的损坏。
可以理解,在其他实施例中,监测机构40还可包括热成像仪41、电子显微镜42、监控摄像头43中的一种或任意两种,在此不作限制。
上述激光抛光装置100可通过激光发射机构先后发射不同脉冲宽度的激光至工件上,由于脉冲宽度越小,激光的瞬间能量越高,通过不同脉冲宽度激光的先后抛光,可对工件进行粗抛和精抛的结合,有效降低工件表面的粗糙度,并可通过监测机构40实时监测工件的抛光情况,有效改善了目前激光抛光装置100抛光后的产品表面粗糙度大、抛光效果差、抛光过程无法实时观测的问题。
请参照图1和图2,在本申请的一个实施例中,激光发射机构包括第一激光器31、第二激光器32、第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34。
第一激光器31用于发射第一激光,第二激光器32用于发射第二激光。如此,可对工件进行两次抛光,并大幅降低工件的表面粗糙度。
第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34分别用于调节第一激光器31和第二激光器32所发射激光的路线。如此,第一激光器31和第二激光器32之间相互独立,可分别控制第一激光和第二激光的路线,以实现精确控制。
在本实施例中,第一激光为纳秒脉冲激光,第二激光为皮秒脉冲激光。可以理解,在其他实施例中,第一激光为纳秒脉冲激光,第二激光也可为脉冲宽度小于纳米脉冲激光的飞秒脉冲激光,在此不作限制。
在本实施例中,机箱10分为上下两层,工作台20设于机箱10的上层,第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34并排设于工作台20的顶部,第一激光器31和第二激光器32并排设于机箱10的下层。
可以理解,第一激光器31和第二激光器32分别电连接于第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34。
在本申请的一个实施例中,第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34分别包括多组第一镜片和多组第二镜片,至少其中一组第一镜片和至少其中一组第二镜片为可移动镜片,以实时调节抛光的焦点位置。由于第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34中部分镜片的位置可调整,提升了第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34的灵活性,进而提升激光照射到抛光范围的精准性。
在本实施例中,第一激光器31与第一激光振镜组件33之间还设置有第一扩束镜;同样地,第二激光器32与第二激光振镜组件34之间还设置有第二扩束镜。第一扩束镜和第二扩束镜分别用于调整第一激光和第二激光的光束直径和发散角。可以理解,第一激光的路线为:第一激光器31-第一扩束镜-第一激光振镜组件33-工件;第二激光的路线为:第二激光器32-第二扩束镜-第二激光振镜组件34-工件。
在本实施例中,第一激光振镜组件33和第二激光振镜组件34均为三维振镜,可以对曲面进行抛光,即抛光工件可以是曲面,也可以是平面。
在本申请的一个实施例中,激光抛光装置100还包括电连接于激光发射机构的控制装置,控制装置用于导入工件的三维图像并绘制可覆盖工件三维图像的二维图像,以在二维图像上确定抛光范围,并可将抛光范围的坐标信息转换为可移动镜片的坐标系值并生成控制指令。
激光抛光装置100还包括电连接于控制装置的电气控制机构,电气控制机构用于接收控制指令并控制可移动镜片移动,以控制激光发射机构按照预设的抛光范围对工件进行抛光。如此,可通过控制装置实时调整抛光范围,并通过电气控制机构精准控制激光到达预设的抛光范围所对应的工件的抛光区域,提高激光抛光装置100的灵活性和准确性。
请参照图1,在本实施例中,控制装置包括计算机51,该计算机51设于机箱10外侧壁连接的载物架11上,且电连接于激光发射机构。可以理解,在其他实施例中,计算机51也可省略,控制装置可包括平板电脑等设备,在此不作限制。
在本实施例中,机箱10的顶部还设有报警器12,报警器12和控制装置相连接,以在激光抛光装置100出现故障时发出声光警报。可以理解,在其他实施例中,报警器12也可省略。
在本实施例中,图像导入单元包括软件“LenMark_3DS”(由该软件分别控制第一激光器31和第二激光器32),由于直接导入的模型不能被使用,需在软件中绘制一个方形或圆形或不规则形状的二维图像,二维图像的大小要覆盖导入的三维图像,然后将其投影至需要抛光的面,以在二维图像上确定抛光范围,并得到该抛光范围的坐标信息,然后将坐标信息转换为可移动镜片的坐标系值。此时便可打开第一激光器31或第二激光器32进行抛光,抛光时焦点会根据图像而进行变化。
请参照图1至图4,在本申请的一个实施例中,监测机构40包括间隔设置的热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43,热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43均连接于工作台20。
激光抛光装置100还包括第一显示屏61、第二显示屏62和无线传输单元,第一显示屏61和第二显示屏62分别电连接于热成像仪41和电子显微镜42,以分别显示工件的表面温度、工件的材料去除状态和缺陷,无线传输单元电连接于监控摄像头43并与外部终端设备通信连接,用于将监控摄像头43拍摄到的画面实时传送给外部终端设备。如此,可通过热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43摄像头实时且全面地监测抛光过程,可防止人眼直接观察激光造成的损伤,并及时调整抛光过程参数,减少工件的缺陷。
在本实施例中,第一显示屏61和第二显示屏62设于机箱10的外侧壁上,并通过连接线分别连接热成像仪41和电子显微镜42。热成像仪41目的是实时观测激光作用在材料表面时所产生的温度,是否存在热量积累,避免热量积累到某个温度时抛光原理从“去除”转变成了“熔融”;由于温度越高,工件表面所产生的的应力越大,热成像仪41还可以进一步预测抛光时产生的应力。电子显微镜42目的是观察抛光时工件的材料去除状态,以及裂纹、凸起、波纹等缺陷的产生,并对缺陷做出分析,分析其产生的原因,然后通过控制激光参数,如脉冲宽度、重复频率等来减少缺陷。
可以理解,激光抛光装置100还包括电连接于热成像仪41和第一显示屏61的热成像仪主机63,以控制热成像仪41。
在本实施例中,监控摄像头43通过无线传输单元与手机通信连接。可以理解,在其他实施例中,外部终端设备也可为平板电脑、可穿戴设备等,在此不作限制。
请参照图1至图4,在本申请的一个实施例中,激光抛光装置100还包括密封舱71、密封盖板72和密封圈73。
密封舱71设于机箱10内部,工作台20旋转连接于密封舱71的底部,热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43均连接于密封舱71的侧壁。
密封盖板72设于密封舱71的顶部,以使密封舱71内形成一封闭空间,密封盖板72上设有透光部721,以使激光透过密封盖板72。
密封圈73设于密封舱71和密封盖板72的连接处。如此,可保证密封舱71的密封性,进而提升不同工件进行抛光时环境条件的一致性。
在本实施例中,密封舱71为圆筒状,且设于机箱10内部的上层。工作台20通过旋转件连接于密封舱71的底部,并通过转动控制端64驱动实现相对于密封舱71的旋转。其中,转动控制端64设于机箱10的外侧壁上,方便实施调整工作台20的转动参数。
在本实施例中,密封舱71的侧壁上设有一支撑台711,热成像仪41、电子显微镜42和监控摄像头43均设于支撑台711上。
在本实施例中,密封舱71与密封盖板72之间还设有锁紧件74,可以理解,锁紧件74可为卡扣或螺丝等,但不限于此。
在本实施例中,透光部721设于密封盖板72的中间位置,透光部721由玻璃制成,耐高温且防腐蚀。
请参照图1至图3,在本申请的一个实施例中,激光抛光装置100还包括通气机构80,通气机构80与密封舱71连通,用于向封闭空间内通入惰性气体。如此,可防止工件在抛光过程中与氧气发生反应,避免工件表面形成氧化层。
在本实施例中,通气机构80包括设于机箱10外的惰性气体罐81和连接管82,连接管82的两端分别连接惰性气体罐81和密封舱71,以将惰性气体罐81内的惰性气体输送到密封舱71内。抛光陶瓷材料时,可以使用氩气等惰性气体。但是否需要填充惰性气体具体要视材料而定,如氮化硅,这类陶瓷材料在高温下易与氧气发生反应,所以需要填充惰性气体,而氧化铝这类陶瓷材料,本身具有氧元素则不需要填充惰性气体。
在本实施例中,通气机构80还包括设于惰性气体罐81上的减压阀,用于调节惰性气体的压力。
请参照图1和图2,在本申请的一个实施例中,激光抛光装置100还包括第一水冷机91和第二水冷机92,第一水冷机91连接于第一激光器31和第一激光振镜组件33,第二水冷机92连接于第二激光器32和第二激光振镜组件34,用于冷却激光发射机构,防止温度过高影响设备的正常运行,提升安全性。
在本实施例中,第一水冷机91和第二水冷机92均设置在机箱10外,第一水冷机91设置有四根水管,分别为两根进水管和两根出水管,接在第一激光器31和第一激光振镜组件33上,以进行提前冷却,并保证这些装置在工作时温度维持在24℃左右。可以理解,第二水冷机92包括两根进水管和两根出水管,接在第二激光器32和第二激光振镜组件34上。
请参照图1和图2,在本申请的一个实施例中,机箱10上靠近密封舱71处还设有防辐射玻璃门93,便于观察机箱10内部的情况,且防止激光泄露,保障安全性。此外,该防辐射玻璃门93的一端与机箱10顶部连接且设有伸缩杆,防辐射玻璃门93远离箱体顶部的一端设有把手,当向上提拉把手时,伸缩杆伸长并旋转,防辐射玻璃门93随之向上移动。
此外,机箱10的底部设有多个万向轮94和承重脚95,承重脚95与万向轮94相邻并排设置,承重脚95可通过螺纹旋转调节与机箱10之间的距离。万向轮94则为机箱10的移动提供便利。
请参考图5和图6,本申请第二方面的实施例提出一种激光抛光方法,采用如第一方面任一实施例的激光抛光装置100,激光抛光方法包括:
步骤S10,将工件设于工作台20上。
具体地,打开锁紧件74和密封盖板72,将样品放置在密封舱71内的工作台20上。
步骤S20,设置激光发射机构的抛光范围,抛光范围对应于工件的抛光区域。
具体地,通过控制装置调整激光参数、调整抛光范围。设置完成后可以进行预览,通过预览可以调整抛光位置,此时可以进行选区域抛光。
步骤S30,向工件的抛光区域发射第一激光,以进行第一次抛光。
具体地,通过控制装置控制第一激光器31运行第一激光,此时第一激光的路线是第一激光器31-第一扩束镜-第一激光振镜组件33-工件。
步骤S40,向工件的抛光区域发射第二激光,以进行第二次抛光,第二激光的脉冲宽度小于第一激光的脉冲宽度。
具体地,在第一激光运行完的1s钟后,通过控制装置控制第二激光器32运行第二激光,此时第二激光的路线是第二激光器32-第二扩束镜-第二激光振镜组件34-工件。
其中,在步骤S30和步骤S40中,同时通过监测机构40采集工件的表面信息。
此外,在步骤S10之前,先打开第一水冷机91和第二水冷机92,以提前冷却激光发射机构。
在步骤S10之后及步骤S20之前,打开第一激光器31和第二激光器32、打开控制装置,打开转动控制端64、开启热成像仪主机63(开启后热成像仪41自动进入待机状态)、开启电子显微镜42(手动)、开启监控摄像头43(手动,直接连接手机)、开启第一显示屏61和第二显示屏62,此时整个激光抛光装置100处于准备状态。
在步骤S20之后及步骤S30之前,通入惰性气体以防止在抛光过程中工件表面产生氧化,打开惰性气体罐81,使密封舱71通入惰性气体如氩气等,再盖好密封盖板72,并将锁紧件74锁紧。
上述激光抛光方法通过使用不同脉冲宽度的激光先后对工件的表面进行粗抛和精抛,可有效降低工件表面的粗糙度,提高抛光效果。
请参考图6,在本申请的一个实施例中,设置激光发射机构的抛光范围,包括:
S201,导入工件的三维图像。
S202,绘制可覆盖工件三维图像的二维图像,并在二维图像上确定抛光范围。
S203,将抛光范围的坐标信息转换为激光发射机构的坐标系值并生成控制指令,控制指令用于控制激光发射机构向工件的抛光区域发射第一激光和第二激光。
上述激光抛光方法可通过激光发射机构先后发射不同脉冲宽度的激光至工件上,可对工件进行粗抛和精抛的结合,有效降低工件表面的粗糙度,并可通过监测机构40实时监测工件的抛光情况,有效改善了目前激光抛光装置100抛光后的产品表面粗糙度大、抛光效果差、抛光过程无法实时观测的问题。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种激光抛光装置,用于抛光工件,其特征在于,包括:
机箱;
密封舱,设于所述机箱内部,且所述密封舱的侧壁上设有一支撑台;
工作台,设于所述机箱内且旋转连接于所述密封舱的底部,所述工作台用于放置工件;
激光发射机构,设于所述机箱内,所述激光发射机构包括第一激光器、第二激光器、第一激光振镜组件和第二激光振镜组件,第一激光器和第二激光器分别电连接于第一激光振镜组件和第二激光振镜组件;所述第一激光器用于发射第一激光至工件上,所述第二激光器用于发射第二激光至工件上,所述第一激光振镜组件和所述第二激光振镜组件均为三维振镜,且所述第一激光振镜组件和所述第二激光振镜组件分别用于调节所述第一激光器和所述第二激光器所发射激光的路线,所述第一激光振镜组件和所述第二激光振镜组件分别包括多组第一镜片和多组第二镜片,至少其中一组所述第一镜片和至少其中一组所述第二镜片为可移动镜片,以实时调节抛光的焦点位置,所述第二激光的脉冲宽度小于所述第一激光的脉冲宽度;
监测机构,设于所述机箱内,包括间隔设置的热成像仪、电子显微镜、监控摄像头,所述热成像仪、所述电子显微镜和所述监控摄像头均设于所述支撑台上,所述监测机构用于采集工件的表面信息;
无线传输单元,所述无线传输单元电连接于所述监控摄像头并与外部终端设备通信连接,用于将所述监控摄像头拍摄到的画面实时传送给外部终端设备;
所述激光抛光装置还包括:
密封盖板,设于所述密封舱的顶部,以使所述密封舱内形成一封闭空间,所述密封盖板上设有透光部,以使激光透过所述密封盖板;
密封圈,设于所述密封舱和所述密封盖板的连接处;
第一激光器与第一激光振镜组件之间还设置有第一扩束镜;同样地,第二激光器与第二激光振镜组件之间还设置有第二扩束镜;第一扩束镜和第二扩束镜分别用于调整第一激光和第二激光的光束直径和发散角;第一激光的路线为:第一激光器-第一扩束镜-第一激光振镜组件-工件;第二激光的路线为:第二激光器-第二扩束镜-第二激光振镜组件-工件;
热成像仪用于实时观测激光作用在材料表面时所产生的温度,是否存在热量积累,避免热量积累到某个温度时抛光原理从“去除”转变成了“熔融”;热成像仪还用于预测抛光时产生的应力;
电子显微镜用于观察抛光时工件的材料去除状态;
激光抛光装置还包括第一水冷机和第二水冷机,第一水冷机连接于第一激光器和第一激光振镜组件,第二冷机连接于第二激光器和第二激光振镜组件,用于冷却激光发射机构,防止温度过高影响设备的正常运行,提升安全性。
2.根据权利要求1所述的激光抛光装置,其特征在于,所述第一激光为纳秒脉冲激光,所述第二激光为皮秒脉冲激光。
3.根据权利要求1所述的激光抛光装置,其特征在于,所述激光抛光装置还包括电连接于所述激光发射机构的控制装置,所述控制装置用于导入工件的三维图像并绘制可覆盖工件三维图像的二维图像,以在所述二维图像上确定抛光范围,并可将抛光范围的坐标信息转换为所述可移动镜片的坐标系值并生成控制指令;
所述激光抛光装置还包括电连接于所述控制装置的电气控制机构,所述电气控制机构用于接收所述控制指令并控制所述可移动镜片移动,以控制所述激光发射机构按照预设的抛光范围对工件进行抛光。
4.根据权利要求1所述的激光抛光装置,其特征在于,所述激光抛光装置还包括第一显示屏和第二显示屏,所述第一显示屏和所述第二显示屏分别电连接于所述热成像仪和所述电子显微镜,以分别显示工件的表面温度、工件的材料去除状态和缺陷。
5.根据权利要求1所述的激光抛光装置,其特征在于,所述激光抛光装置还包括通气机构,所述通气机构与所述密封舱连通,用于向所述封闭空间内通入惰性气体。
6.一种激光抛光方法,采用如权利要求1-5任一项所述的激光抛光装置,其特征在于,所述激光抛光方法包括:
将工件设于工作台上;
设置激光发射机构的抛光范围,所述抛光范围对应于工件的抛光区域;
向工件的抛光区域发射第一激光,以进行第一次抛光;
向工件的抛光区域发射第二激光,以进行第二次抛光,所述第二激光的脉冲宽度小于所述第一激光的脉冲宽度。
7.根据权利要求6所述的激光抛光方法,其特征在于,设置所述激光发射机构的抛光范围,包括:
导入工件的三维图像;
绘制可覆盖工件三维图像的二维图像,并在所述二维图像上确定抛光范围;
将抛光范围的坐标信息转换为所述激光发射机构的坐标系值并生成控制指令,所述控制指令用于控制所述激光发射机构向工件的抛光区域发射所述第一激光和所述第二激光。
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