CN204746993U - 激光清洗装置 - Google Patents

Abstract

<b>本实用新型提供一种激光清洗装置。它括出射激光束的激光器、用于对待清洗工件进行扫描照射的光斑生成机构，所述光斑生成机构包括依次设置在所述激光束的出射光路中的准直镜及透镜组。所述透镜组包括凸柱透镜和凹柱透镜。所述凸柱透镜位于所述准直镜和所述凹柱透镜之间，且所述凸柱透镜和凹柱透镜相互正交设置。光斑生成机构通过使用光学透镜系统使点光源变成线光斑，把激光清洗由点扫描变成线扫描，在保证激光功率密度的前提下，能够大幅度提高激光清洗效率。</b>

Description

激光清洗装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光清洗装置。

背景技术

激光清洗是一种非接触性、安全环保的清洗方法，具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质等清洗特点，避免了传统清洗行业大量使用水溶性清洗剂对环境的排放污染问题，同时也避免了大量使用易燃易爆和有毒有害清洗剂对人体健康的危害和发生火灾安全的风险等，符合绿色制造的要求。但是激光清洗面临着一个技术瓶颈问题：清洗效率低，制约着该技术在大规模自动化生产中的应用。

直接影响到清洗效率的两个关键因素是激光器的功率和激光束的扫描速度。目前，激光清洗使用的激光器一般是短脉冲激光器，清洗以升华去除的方式进行，而短脉冲激光器的平均功率一般低于1000瓦，清洗效率一般低于100mm ² /s。激光头一般采用扫描振镜，而振镜的扫描速度一般小于10m/s，而且激光是以点加工的方式进行，效率较低，对于高速移动的工件的清洗，还会存在扫描折线残留区。而要提高激光清洗的效率，必须对现有技术进行改进。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种激光清洗装置，其具有较高的激光清洗效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种激光清洗装置，包括出射激光束的激光器、用于对待清洗工件进行扫描照射的光斑生成机构，所述光斑生成机构包括依次设置在所述激光束的出射光路中的准直镜及透镜组。

优选地，所述透镜组包括凸柱透镜和凹柱透镜。

更优选地，所述凸柱透镜位于所述准直镜和所述凹柱透镜之间，且所述凸柱透镜和凹柱透镜相互正交放置。

优选地，该激光清洗装置还包括设置在所述激光束的出射光路中的反射镜，所述光斑生成机构设置在所述反射镜的反射光路中。

优选地，该激光清洗装置还包括连接在所述激光器和所述光斑生成机构之间的用于传输激光束的传输光纤。

优选地，该激光清洗装置还包括控制机构，所述控制机构与所述激光器相电连以设定激光器的出光参数以及控制激光器的启闭。

更优选地，该激光清洗装置还包括用于放置待清洗工件的移动工作台，所述控制机构与所述移动工作台相电连接以控制所述移动工作台的移动速度和移动路径。

更优选地，该激光清洗装置还包括机器手，所述光斑生成机构设置在所述机器手上，述控制机构与所述机器手相电连接以控制所述机器手的移动速度和移动路径。

优选地，该激光清洗装置还包括用于清除清洗过程中的粉尘的吸尘机构。

优选地，所述激光器为光纤激光器、碟片激光器、半导体激光器或二氧化碳激光器，所述激光器的功率大于500W。

本实用新型采用以上结构，具有如下优点：光斑生成机构通过使用光学透镜系统使点光源变成线光斑，把激光清洗由点扫描变成线扫描，在保证激光功率密度的前提下，能够大幅度提高激光清洗效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的激光清洗装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的光斑生成机构的光路示意图；

图3为本实用新型实施例二的激光清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。

实施例一

图1、图2所示为本实用新型的一种激光清洗装置。结合图1所示，激光清洗装置包括激光器1、光斑生成机构2、反射镜3、控制机构8、移动工作台9、吸尘机构10。

激光器1选用高功率连续激光器1，用于出射激光束。激光器1为光纤激光器、碟片激光器、半导体激光器或二氧化碳激光1中的一种，激光器1的功率大于500W。连续激光器的功率已经达到数万瓦，通过外部调制能够实现10KHz以上的脉冲出光，能够实现大幅面油漆、锈迹、油污的高效去除。

结合图2所示，光斑生成机构2包括依次设置在激光束的出射光路中的准直镜4及透镜组。具体到本实施例中，透镜组包括一个凸柱透镜5和一个凹柱透镜6。其中，准直镜4也选用凸柱透镜，用于对激光束进行准直使激光能量均匀化；透镜组用于生成线性光斑，透镜组的凸柱透镜5位于准直镜4和凹柱透镜6之间，且凸柱透镜5和凹柱透镜6相互正交放置，此处的正交放置是指凸柱透镜的轴向和凹柱透镜的轴向相互垂直。凸柱透镜5在前，用于对圆形光斑进行单向压缩，形成椭圆光斑，凹柱透镜6在后，用于线性光斑的生成。通过使用光学变换系统使点光源变成线光斑，把激光清洗由点扫描变成线扫描，在保证激光功率密度的前提下，能够大幅度提高激光清洗效率。

反射镜3设置在激光器1的出射光路中，且激光器1出射的激光束在反射镜3上的入射角为45度，光斑生成机构2设置在反射镜3的反射光路中，通过反射镜3将将光束导引进入光斑生成机构2中。反射后的激光束先经过准直镜4进行准直，再依次经过透镜组的凸柱透镜5和凹柱透镜6压缩生成线性光斑。

控制机构8和激光器1相电连接。控制机构8通过采用外部调制方法实现对激光器1的脉冲出光的控制，外部调制方法包括脉宽调制、频率调制、光学截断等方法，调制频率一般应大于2KHz。控制机构8设定激光器1的激光功率、调制频率等出光参数以及控制激光器1的启闭。

控制机构8还和移动工作台9相电连接，待清洗工件7放置在该移动工作台9上。控制机构8按照预设的移动速度和移动路径控制移动工作台9按相应的移动速度和移动路径进行移动，激光束经过光斑生成机构2照射在待清洗的工件7上并按照设定的速度和路径对待清洗的工件7进行扫描以清洗。

吸尘机构10用于清除清洗过程中的粉尘，吸尘机构10设置在移动工作台9处，通常设置在移动工作台9的上方。

清洗工作完成后，控制机构8控制激光器1关闭并停止移动工作台9的运动，关闭除尘机构，取下工件7。

实施例二

本实施例基本同实施例一，结合图3所示，区别在于以下两个部分：1、本实施例采用传输光纤11将激光器1出射的激光束传输至光斑生成机构2，而非反射镜3反射，传输光纤11的两端分别连接激光器1和光斑生成机构2的输入端；2、本实施例采用机器手12夹持固定光斑生成机构2，通过移动光斑生成机构2进行扫描而非移动移动工作台进行扫描，机器手12和控制机构8相电连接由控制机构8驱动按照预设的移动速度和移动路径带动光斑生成机构2移动对工件7进行扫描，吸尘机构10设置在机器手的上方。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光清洗装置，其特征在于：包括出射激光束的激光器、用于对待清洗工件进行扫描照射的光斑生成机构，所述光斑生成机构包括依次设置在所述激光束的出射光路中的准直镜及透镜组。

2.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：所述透镜组包括凸柱透镜和凹柱透镜。

3.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：所述凸柱透镜位于所述准直镜和所述凹柱透镜之间，且所述凸柱透镜和凹柱透镜相互正交放置。

4.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：该激光清洗装置还包括设置在所述激光束的出射光路中的反射镜，所述光斑生成机构设置在所述反射镜的反射光路中。

5.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：该激光清洗装置还包括连接在所述激光器和所述光斑生成机构之间的用于传输激光束的传输光纤。

6.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：该激光清洗装置还包括控制机构，所述控制机构与所述激光器相电连以设定激光器的出光参数以及控制激光器的启闭。

7.根据权利要求6所述的激光清洗装置，其特征在于：该激光清洗装置还包括用于放置待清洗工件的移动工作台，所述控制机构与所述移动工作台相电连接以控制所述移动工作台的移动速度和移动路径。

8.根据权利要求6述的激光清洗装置，其特征在于：该激光清洗装置还包括机器手，所述光斑生成机构设置在所述机器手上，所述控制机构与所述机器手相电连接以控制所述机器手的移动速度和移动路径。

9.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：该激光清洗装置还包括用于清除清洗过程中的粉尘的吸尘机构。

10.根据权利要求1所述的激光清洗装置，其特征在于：所述激光器为光纤激光器、碟片激光器、半导体激光器或二氧化碳激光器，所述激光器的功率大于500W。