CN205650553U - 通用装备激光清洗机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通用装备激光清洗机，涉及激光清洗技术领域,包括激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统和工作台，激光器系统包括主机壳、位于主机壳内的激光器及激光输出镜；光束传输与调整系统包括激光光纤传导通路与光束调整系统，激光光纤传导通路连接激光器与光束调整系统，激光传导通路包括传导光纤和保护管；待清洗装备设置在工作台上；激光器系统、光束传输与调整系统均与控制系统相连。激光器发出的激光通过光束传输与调整系统作用到待清洗装备表面，对其表面进行除漆除锈除油操作，轻松实现装备的除漆除锈除油等清洗操作。本实用新型具有结构紧凑、自动化程度高、清洗效果好的优点，操作更方便快捷，提高工作效率和清洗质量。

Description

通用装备激光清洗机

技术领域

本实用新型涉及激光清洗技术领域,尤其涉及一种通用装备激光清洗机。

背景技术

军队通用装备修理是恢复装备战术技术性能，保持装备合理储备的重要技术保障活动，是平时和战时都必须进行的一项重要技术保障工作。除锈除漆除油作为装备修理的重要内容，是装备修理前端预处理技术工序，也是后续脱脂、涂漆等各道工序的基础，其处理质量直接影响装备修理质量和装备性能，影响装备储存可靠性和使用安全性。通用装备锈蚀的形成机理较为复杂且形式多样，产生的锈蚀既有大面积表面浮锈，又有局部点锈和坑锈；涂覆的油漆种类较多、厚度不一、涂覆工艺各异，致使漆层性能不尽相同；产生的油垢往往隐藏在沟槽、孔隙、连接缝隙等部位，顽固地附着在装备表面而难以去除。

若旧的涂层与锈蚀没有彻底清除，即使脱脂、涂漆质量再高，金属表面仍然会在旧的锈蚀处继续发展锈蚀。因此，及时地将装备表面的锈蚀和旧漆层彻底清除是装备维修保障极其重要而繁重的工作，采用先进适合的除锈除漆方法是确保装备维修质量的前提和关键。

现阶段，通用装备除锈除漆采用机械摩擦去除法，即采用刮、擦、磨等接触式手段，达到清除表面锈蚀漆层的目的。该方法在除锈除漆的同时，对装备表面金属基体均有不同程度的强力破坏或侵蚀损伤，除锈除漆后的装备基体表面清洁度不高，且对环境有不同程度的污染，大大降低了装备维修保养质量，限制了装备维修保障现代化发展。

为了解决上述问题而研发了一种便携式全方向激光除锈仪，申请日为2014年3月21日，公告号为CN203853677U，激光系统通过传导光纤与光束调整系统相连，通过肩负、手持方式利用激光进行除锈作业。但是这种除锈方式依然离不开操作人员的直接参与，随着工作时间的延长还是会增加操作人员的劳动强度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、自动化程度高、清洗效果好的通用装备激光清洗机，操作更方便快捷，降低了操作人员劳动强度，提高工作效率和清洗质量。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种通用装备激光清洗机，包括激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统和工作台，激光器系统包括主机壳、位于主机壳内的激光器及激光输出镜；光束传输与调整系统包括激光光纤传导通路与光束调整系统，激光光纤传导通路连接激光器与光束调整系统，激光传导通路包括传导光纤和保护管；待清洗装备设置在工作台上；激光器系统、光束传输与调整系统均与控制系统相连。

优选的，还包括除尘设备，除尘设备为吸尘器。

优选的，所述激光器为脉冲光纤激光器。

优选的，所述保护管为弹簧保护管，材质为复合材料。

优选的，所述控制系统包括计算机和显示器。

优选的，所述工作台下面设有驱动装置，驱动装置与控制系统相连，通过驱动装置驱动工作台旋转。

优选的，所述驱动装置为步进电机。

优选的，所述激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统、监测系统均设置在旋转平台上，旋转平台通过行走装置围绕工作台旋转。

优选的，还包括监测系统，监测系统为激光能量计或光谱仪，也可为麦克风等声学仪器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：激光器发出的激光通过光束传输与调整系统传输到工作台上的待清洗装备表面，对其表面进行除漆除锈除油操作，利用控制系统对激光器系统、光束传输与调整系统进行控制，轻松实现装备的除漆除锈除油等清洗操作。本实用新型具有结构紧凑、自动化程度高、清洗效果好的优点，操作更方便快捷，便于拆装和维修，降低了操作人员劳动强度，提高工作效率和清洗质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

一种通用装备激光清洗机，包括激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统和工作台，激光器系统包括主机壳、位于主机壳内的激光器及激光输出镜；光束传输与调整系统包括激光光纤传导通路与光束调整系统，激光光纤传导通路连接激光器与光束调整系统，激光传导通路包括传导光纤和保护管；待清洗装备设置在工作台上；激光器系统、光束传输与调整系统均与控制系统相连。

激光器系统是通用装备激光清洗机的核心部分，根据通用装备维修保障的实际情况，宜采用干式清洗法进行除锈和脱漆。同时考虑到装备本身对温度的敏感性，在除锈和除漆过程中在表面容易积累热量从而引发内部装药的分解造成装备性能的下降，或者危及作业安全。所以激光器选用风冷方式的脉冲光纤激光器，具有体积小、重量轻的特点，也能够满足机动便携的需求；通过在传导光纤外套保护管可用于激光远距离传导，综合考虑光纤保护管移动灵活与强度保护相互关系，选用复合材料制作的弹簧保护管。

光束调整系统由一些特殊的光学元件组成，在公告号为CN203853677U的专利《便携式全方向激光除锈仪》中详细描述了光束调整系统的结构，同时也介绍了激光器系统及激光传导通路的结构，通过光束调整系统可根据实际要求如何来调整激光器输出激光的光斑形状、大小、能量分布。尽管激光除锈除垢主要是由所使用的激光器类型及工作方式决定的，然而对光束的控制也是决定激光除锈除垢使用范围和清洗效率的关键因素。由于激光器输出的光束是高斯型的，这就造成在其辐射面积内，光束的能量密度并不是均匀分布的，中心附近的能量密度要高于周围的能量密度许多，这样在清洗装备时就必须以中心附近的能量密度为基准，从而使周围部分无法清除干净造成了能量浪费，影响了清洗效率。我们可通过光学器件使其能量均匀分布，将光斑形状变为矩形，可以充分利用激光的能量，提高清洗效率。对于同种类型的清洗方式和机制，当激光器的功率/能量一定时，我们就可以根据被清洗污物或微粒的难易程度，通过调整光斑的面积来使输出激光具有不同的能量密度，可以将光斑变得很小，从而使其具有极高的清洗能力。

为了将激光输送到指定的清洗位置，通过采用传导光纤来传输激光束，它的优点是适用范围广泛，操作方便灵活，输出的光斑能量分布比较均匀；其缺点是会损失一些能量，当传输距离较长时尤为明显，同时输出光斑的模式不够稳定。此外还可以采用导光臂来传输光束，它主要由透镜和反射镜组成，可以最大限度地保持光束的形状。

另外，还包括除尘设备，除尘设备可选用吸尘器，可将除锈、除漆或除油过程中产生的灰尘及时清理，以防造成二次污染，保护工作环境清洁。还可以增加用于准确清除坑锈、点锈部位的激光光束定位系统；以及用于湿式激光清洗的镀膜和保湿系统等。

所述控制系统是整套激光清洗系统的控制中枢，用于控制和协调其它各部分系统，使它们协同工作来完成清洗任务。控制系统包括计算机和显示器，核心部分一般是一台可以分析和处理各种数据信息的单片机或计算机，并辅以一套相应的控制软件，清洁人员通过控制它，只需输入一些简单的控制指令，便能够达到操纵整个激光清洗过程的目的；通过显示器更方便操作和观察通用装备的除锈和除漆过程。

实施例一：如图1所示，在工作台下面设有驱动装置，驱动装置与控制系统相连，通过驱动装置驱动工作台旋转，驱动装置可选用步进电机，其余结构同上。通过控制系统控制步进电机等驱动装置来带动工作台旋转，将待清洗装备置于旋转的工作台上，激光器保持位置不动，旋转工作台从而带动待清洗装备来清除各个位置的锈蚀和旧漆层，主要针对口径小于152mm的弹药装备，利用装备尺寸小、回转体的特点，将待清洗装备放置在工作台上，使装备回转、激光器系统相对固定的方法完成装备除锈除漆，当达到清洗的标准时，控制系统便控制着工作台按照设定的运动方式移动到下一个清洗位置继续清洗。该结构同样也应用于体积较小和便于拆卸的清洗部件，以及清洗效果要求较高的场合。

实施例二：将激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统、监测系统均设置在旋转平台上，形成可拆解的移动导光装置，旋转平台可通过行走装置围绕工作台旋转，工作台则固定不动，其余结构同实施例一。被清洗装备固定在工作台上不动，通过旋转平台带动激光器运动来进行清洗。根据待清洗装备结构和锈蚀的复杂程度，旋转的速度可以不尽相同，有的步长可以精确到mm量级。此种结构尤其应用于自行火炮、装甲车辆等大型装备，利用可拆解的移动导光装置，灵活地完成除锈除漆作业。

对于一些对清洗精度要求较高的场合，还需要提供专用的监测系统来检测清洗效果，来保证清洗检测的实时性和准确性。监测系统可选用激光能量计或光谱仪，利用光检测方法来达到监测的目的，通过激光能量计或光谱仪来测量清洗过程中的光信号的变化情况，该光信号可以是另外一种比较弱的激光，而不是用于清洗的激光，而检测光可外加；监测系统也可选用麦克风等声学仪器，利用声检测方法来进行监测，通过麦克风等声学仪器来收集和处理清洗过程中所发出的声信号。由于监测系统一般比较复杂，且成本较高，主要用于一些对清洗精度要求较高的场合；在清洗要求不高的情况下，清洗的检测主要是由现场的清洁人员直接观测或借助相关仪器来完成。

具体操作时，首先在控制系统的计算机上输入工作参数值，由控制系统对激光器发出工作指令，并使激光器工作在已经设定好的工作模式，激光器发出的激光束经过光束调整输出装置“整形”后输出到固定待清洗装备的工作台上来清除其表面污物(或将待清洗装备固定在工作台上，激光器或光束传输系统置于旋转平台上)，并由监测系统监控着装备的清洗情况，当达到清洗的标准时，监测系统就向控制系统发出清洗完成指令，控制系统便控制着工作台按照设定的运动方式移动到下一个清洗位置继续清洗，同时向监测系统发出继续监测信号，如此往复，直至整个清洗过程结束。

综上所述，本实用新型具有结构紧凑、自动化程度高、清洗效果好的优点，激光器发出的激光通过光束传输与调整系统传输到工作台上的待清洗装备表面，对其表面进行除漆除锈除油操作，利用控制系统对激光器系统、光束传输与调整系统进行控制，轻松实现装备的除漆除锈除油等清洗操作。利用本实用新型对装备进行清洗操作更方便快捷，同时也便于拆装和维修，降低了操作人员劳动强度，提高工作效率和清洗质量。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种通用装备激光清洗机，其特征在于：包括激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统和工作台，激光器系统包括主机壳、位于主机壳内的激光器及激光输出镜；光束传输与调整系统包括激光光纤传导通路与光束调整系统，激光光纤传导通路连接激光器与光束调整系统，激光传导通路包括传导光纤和保护管；待清洗装备设置在工作台上；激光器系统、光束传输与调整系统均与控制系统相连。

2.根据权利要求１所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：还包括除尘设备，除尘设备为吸尘器。

3.根据权利要求１所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：所述激光器为脉冲光纤激光器。

4.根据权利要求１所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：所述保护管为弹簧保护管，材质为复合材料。

5.根据权利要求１所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：所述控制系统包括计算机和显示器。

6.根据权利要求１所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：所述工作台下面设有驱动装置，驱动装置与控制系统相连，通过驱动装置驱动工作台旋转。

7.根据权利要求6所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：所述驱动装置为步进电机。

8.根据权利要求１所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：所述激光器系统、光束传输与调整系统、控制系统、监测系统均设置在旋转平台上，旋转平台通过行走装置围绕工作台旋转。

9.根据权利要求6或8所述的通用装备激光清洗机，其特征在于：还包括监测系统，监测系统为激光能量计或光谱仪，也可为麦克风等声学仪器。