CN213194881U - 一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，包括执行机构控制柜、烟尘过滤回收装置、激光清洗主机、执行机构，激光清洗主机包括激光发生器、控制器、冷却装置、激光清洗头及激光光纤；激光清洗头与激光发生器通过激光光纤连接；冷却装置设于激光清洗主机内部，用于对其进行降温冷却；烟尘过滤回收装置用以回收该激光清洗头在清洗过程中所产生的粉尘；激光清洗头下方设有吸附头，吸附头尾端连接回收系统管路及烟尘过滤回收装置；激光清洗头对置于清理平台上的热电池封接盖组件进行清洗清理，热电池封接盖组件外围设有工装及防护装置及清理夹具。本实用新型的优点是，清洗效率高，清洗工过程安全可控、没有环境污染。

Description

一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备

技术领域

本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备。

背景技术

叶片是航空发动机的关键精密部件。飞机运行过程中，叶片在高压高温高速等严酷环境中，表面会产生积碳和其他污物，这些积碳累积到一定程度，会影响到叶片的相关性能，必须定期清理干净，经过相应的再制造工艺后才能继续使用。

目前国内叶片清理积碳的工艺技术，主要是酸碱洗，配套机械打磨、喷砂、超声波清洗等方法，清洗工序多、加工时间长、清洗效果不够好，还存在喷砂酸碱洗不受控、污染环境、清理质量达不到要求。因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，清洗效率高，清洗工过程安全可控、没有环境污染。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，包括执行机构控制柜、烟尘过滤回收装置、激光清洗主机、执行机构，所述激光清洗主机包括激光发生器、控制器、冷却装置、激光清洗头及激光光纤；所述激光清洗头与所述激光发生器通过激光光纤连接，用于接收所述激光发生器发射并由该光纤传输来的激光，以使该激光照射热电池封接盖组件表面从而清洗部件表面污染物；

所述冷却装置设于激光清洗主机内部，用于对其进行降温冷却，防止其过热产生故障；

所述烟尘过滤回收装置，至少部分设置在所述激光清洗头上，用以回收该激光清洗头在清洗过程中所产生的粉尘；

所述激光清洗头下方设有吸附头，所述吸附头尾端依次连接回收系统管路及烟尘过滤回收装置；

所述激光清洗头用于对放置于清理平台上的热电池封接盖组件进行清洗清理，所述热电池封接盖组件外围设有工装及防护装置进行防护，所述工装及防护装置外部设有清理夹具将其夹紧。

进一步的，所述激光清洗头设于执行机构上，所述激光光纤一端连接所述激光清洗头尾部，另一端连接激光清洗主机。

进一步的，所述控制器用于控制所述激光发生器发射具有预设清理参数的激光。

进一步的，所述执行机构用于固定所述激光清洗头，并可移动而带动所述激光清洗头按照预设的移动速度、移动路径和移动间距中的至少一个移动；其中，该移动间距表示该激光清洗头与热电池封接盖组件表面之间的间隙距离。

作为优选，所述执行机构包括机械臂或者机器人。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用光纤脉冲激光清洗技术，对热电池封接盖组件表面的氧化皮及污物、玻璃封接表面的污渍进行非接触式激光清洗，针对不同基材、不同污染物设定相应的激光清理参数，能将金属基材表面的氧化层和污渍清理干净而且不伤害基材，能将组件各个端面和沟槽处、接线柱的表面氧化层清理干净，能将玻璃面表面的石墨层等污渍被清理干净，保证了清洗组件表面质量、尺寸精度，缩短了加工工序和时间，清洗过程安全可控，不造成环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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为本实用新型的整体结构示意图；

图2为热电池封接盖组件正面激光毛化示意图；

图3为热电池封接盖组件反面激光毛化示意图；

图中：1-执行机构控制柜，2-烟尘过滤回收装置，3-激光清洗主机，4-执行机构，5-激光清洗头，6-吸附头，7-回收系统管路，8-激光光纤，9-清理平台，10-热电池封接盖组件，11-工装及防护装置，12-清理夹具，13-激光光束。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。

如图1-3所示的一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，包括执行机构控制柜1、烟尘过滤回收装置2、激光清洗主机3、执行机构4，所述激光清洗主机3包括激光发生器、控制器、冷却装置、激光清洗头5及激光光纤8；所述激光清洗头5与所述激光发生器通过激光光纤8连接，用于接收所述激光发生器发射并由该光纤传输来的激光，以使该激光照射热电池封接盖组件10表面从而清洗部件表面污染物；

所述冷却装置设于激光清洗主机3内部，用于对其进行降温冷却，防止其过热产生故障；

所述烟尘过滤回收装置2，至少部分设置在所述激光清洗头5上，用以回收该激光清洗头5在清洗过程中所产生的粉尘，不产生环境污染。

所述激光清洗头5下方设有吸附头6，所述吸附头6尾端依次连接回收系统管路7及烟尘过滤回收装置2；

所述激光清洗头5用于对放置于清理平台9上的热电池封接盖组件10进行清洗清理，所述热电池封接盖组件10外围设有工装及防护装置11进行防护，所述工装及防护装置11外部设有清理夹具12将其夹紧。

所述激光清洗头5包括基体，以及设置在该基体上的激光振镜和场镜，该激光振镜与所述激光光纤8连接，该场镜位于该激光振镜的出光方向；

所述激光振镜，与所述控制器电连接，用以在所述控制器的控制下调整该激光的光束运动路径；

所述场镜，用于将调整后的所述光束聚焦后照射至所述热电池封接盖组件10表面；其中，该场镜的焦距与该场镜和热电池封接盖组件10表面之间的距离相匹配。

所述执行机构4、清理平台9应与激光清洗主机3配合使用，或将激光清洗主机3集成到清理生产线中，达到精准扫描清洗同时提高生产效率。激光清洗头5搭载在执行机构4上，按照预设的移动速度、移动路径和移动间距中的至少一个移动；所述执行机构4包括机械臂或者机器人。

所述激光清洗主机3可进行清洗次数、清洗频率、清洗形状、速度、脉宽等参数设置，以上参数的要合理配置，应确保氧化层和污渍能清理干净，而且确保玻璃面和金属面的粗糙度达到要求、金属面不出现二次氧化现象。

所述激光清洗主机3平均功率为20-500W，功率输出比例可任意调节，激光波长1064±10nm，控制器可进行多组参数设置。

所述热电池封接盖组件10不管是钛及钛合金还是不锈钢，都可以采用本激光清理设备清理干净，满足质量要求。

本实用新型的清洗组件除了所述热电池封接盖组件10之外，也可以为经过玻璃封接烧结后的工件、连接器或电子管壳，也可以是不锈钢、铝等金属，这些工件的表面处理均可采用本激光清理设备。

本实用新型的工作过程为：

1：将热电池封接盖组件10平放在激光清理平台9上并通过工装及防护装置11及清理夹具12将热电池封接盖组件10夹紧固定；

2：启动激光清洗主机3、执行机构4和烟尘过滤回收装置2，选择合适的激光清洗场镜，开启红光预览，设定合适的激光清洗参数，对正面及外侧楞相应区域通过激光光束13进行激光扫描清洗；

3：将热电池封接盖组件10翻面并固定，重复步骤1；

4：重复步骤2，对热电池封接盖组件10反面进行激光扫描清洗。

实施例：

采用某型号热电池封接盖组件10个，外径80mm，基材为TA，玻璃封接后加热烧结冷却待清理表面。

激光清理步骤如下：

1)采用100W激光清洗机，手动调节3轴控制架固定在清洗平台(长宽900×600mm)上，吸尘头安装在激光清洗头上，配290mm场镜，将一个待处理热电池封接盖组件10正面向上放置在场镜的正下方，并固定在夹具上。

2)启动红光预览，手动调整控制架X\Y\Z轴,激光清洗范围设定在90×90mm内。

3)调用相应的激光工艺参数，对相应区域实施激光清洗。

4)将热电池封接盖组件翻面并固定在夹具上，重复步骤2)和3)，调用相应的激光清洗参数实施清洗。

激光清洗过程中，激光功率比例调整范围在20-100％，清洗次数在1-28遍之间调整。单件作业时间在20-35分。清洗结果：热电池封接盖组件10正反面表面(含接线柱)、台阶槽、外圆面等区域的氧化层、油污、杂质清洗干净，玻璃材质表面的石墨层等污渍清理干净、作业现场无粉尘异味出现。

检测结果：

①经过激光清洗后的电池盖组件，采用高低温交变湿热试验箱进行湿热检测，经过温度45°、湿度98％的检测表明，激光清洗后表面清洗干净，无污渍，无锈蚀等残留。

②采用EDS检测，无N和O元素，检测表明激光清洗后表面清洗干净，无氮化合物和氧化合物残留。

③在5倍放大镜下进行外观比对全检，基体材质清晰、无明显纹路和斑痕，一致性好，无黄色钛氮化合物、钛氧化合物的残留。

④尺寸和表面粗糙度检测，电池盖的结构尺寸无变化，玻璃封接绝缘性和零件表面粗糙度符合要求。

⑤20天，在5倍放大镜下比对检测，无二次氧化现象出现。

⑥焊接检测，激光清洗后的电池盖组件与电池筒体焊接，焊接后进行焊缝质量检测，合格率100％。

本实用新型采用光纤脉冲激光清洗技术，对热电池封接盖组件表面的氧化皮及污物、玻璃封接表面的污渍进行非接触式激光清洗，针对不同基材、不同污染物设定相应的激光清理参数，能将金属基材表面的氧化层和污渍清理干净而且不伤害基材，能将组件各个端面和沟槽处、接线柱的表面氧化层清理干净，能将玻璃面表面的石墨层等污渍被清理干净，保证了清洗组件表面质量、尺寸精度，缩短了加工工序和时间，清洗过程安全可控，不造成环境污染。

本实用新型是在申请人已申请的专利“CN201820503559.X一种核设施污染物激光清理设备”的基础上提出的改进，对于本申请中提到该专利的内容，如果有不清楚的地方，可以参考该专利内容，在本申请方案中不再一一赘述。

本实用新型中其他未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，其特征在于，包括执行机构控制柜(1)、烟尘过滤回收装置(2)、激光清洗主机(3)、执行机构(4)，所述激光清洗主机(3)包括激光发生器、控制器、冷却装置、激光清洗头(5)及激光光纤(8)；所述激光清洗头(5)与所述激光发生器通过激光光纤(8)连接，用于接收所述激光发生器发射并由该光纤传输来的激光，以使该激光照射热电池封接盖组件(10)表面从而清洗部件表面污染物；

所述冷却装置设于激光清洗主机(3)内部，用于对其进行降温冷却，防止其过热产生故障；

所述烟尘过滤回收装置(2)，至少部分设置在所述激光清洗头(5)上，用以回收该激光清洗头(5)在清洗过程中所产生的粉尘；

所述激光清洗头(5)下方设有吸附头(6)，所述吸附头(6)尾端依次连接回收系统管路(7)及烟尘过滤回收装置(2)；

所述激光清洗头(5)用于对放置于清理平台(9)上的热电池封接盖组件(10)进行清洗清理，所述热电池封接盖组件(10)外围设有工装及防护装置(11)进行防护，所述工装及防护装置(11)外部设有清理夹具(12)将其夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，其特征在于，所述激光清洗头(5)设于执行机构(4)上，所述激光光纤(8)一端连接所述激光清洗头(5)尾部，另一端连接激光清洗主机(3)。

3.根据权利要求1所述的一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，其特征在于，所述控制器用于控制所述激光发生器发射具有预设清理参数的激光。

4.根据权利要求1所述的一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，其特征在于，所述执行机构(4)用于固定所述激光清洗头(5)，并可移动而带动所述激光清洗头(5)按照预设的移动速度、移动路径和移动间距中的至少一个移动；其中，该移动间距表示该激光清洗头(5)与热电池封接盖组件(10)表面之间的间隙距离。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种热电池封接盖组件氧化皮激光清理设备，其特征在于，所述执行机构(4)包括机械臂或者机器人。

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