CN216397400U

CN216397400U - 一种环形光斑激光清洗系统

Info

Publication number: CN216397400U
Application number: CN202123176734.XU
Authority: CN
Inventors: 刘亚辉; 汪军; 张春芳; 卢昆忠; 闫大鹏
Original assignee: Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co Ltd
Current assignee: Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co Ltd
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2031-12-16

Abstract

本申请提供一种环形光斑激光清洗系统，用于清洗镀膜金属，包括：清洗平台、环形光斑激光器、激光清洗头、吸尘净化组件、水冷机和控制系统，清洗平台包括至少两台清洗工位，至少两台清洗工位分别用于固定待清洗的工件；环形光斑激光器用于同时发出脉冲激光和连续激光，环形的脉冲激光和连续激光作用于工件上，以清洗工件；激光清洗头与环形光斑激光器连接；吸尘净化组件包括若干吸取部和净化器，吸取部和净化器连通，吸取部的数量与清洗工位的数量对应，吸取部位于清洗工位一侧；水冷机用于给环形光斑激光器和激光清洗头降温；控制系统分别与环形光斑激光器、激光清洗头、净化器和水冷机连接。提高了清洗效率和清洗效果。

Description

一种环形光斑激光清洗系统

技术领域

本申请属于激光清洗加工技术领域，尤其涉及一种环形光斑激光清洗系统。

背景技术

目前，蒸发镀膜技术已经非常的成熟，国内外的相关制造商都在使用。真空蒸发镀膜技术具有简单便利、操作方便、成膜速度快等特点，是应用广泛的镀膜技术，被应用于光学元器件、LED、平板显示、半导体行业以及光伏产业等的镀膜。

蒸发镀膜的过程中，除了产品表面的正常镀膜之外，镀膜挡板会逐渐地覆盖一层镀膜材料。镀膜挡板上的镀膜材料积累到一定厚度之后，就必须进行清洗，否则会影响产品质量。目前，行业内的清洗方法主要由两种，一是对挡板进行辊压之后的喷砂清洗，这种清洗方式，耗时费事，污染环境，损坏挡板基材。二是化学试剂清洗，清洗污染严重。

实用新型内容

本申请实施例提供一种环形光斑激光清洗系统，以解决现有的蒸发镀膜金属挡板的清洗方式存在效率低、污染环境和损伤挡板基材的问题。

第一方面，本申请实施例提一种环形光斑激光清洗系统，用于清洗工件表面的镀膜金属，包括：

清洗平台，包括至少两台清洗工位，所述至少两台清洗工位分别用于固定待清洗的工件；

环形光斑激光器，用于同时发出脉冲激光和连续激光，所述脉冲激光和所述连续激光作用于所述工件上，以清洗所述工件；

激光清洗头，与所述环形光斑激光器连接；

吸尘净化组件，包括若干吸取部和净化器，所述吸取部和净化器连通，所述吸取部的数量与所述清洗工位的数量对应，所述吸取部位于所述清洗工位一侧；

水冷机，用于给所述环形光斑激光器和所述激光清洗头降温；

控制系统，分别与所述环形光斑激光器、所述激光清洗头、所述净化器和所述水冷机连接，用于控制所述环形光斑激光器与所述激光清洗头连通。

可选的，还包括机械手，所述机械手与所述激光清洗头连接，所述控制系统与所述机械手连接，用于控制所述机械手按照预设的轨迹带动所述激光清洗头移动。

可选的，所述控制系统用于控制所述机械手带动所述激光清洗头循环清洗所述至少两台清洗工位上的工件。

可选的，所述控制系统用于控制所述机械手驱动所述激光清洗头从所述工件的两侧向中间移动，以清洗所述工件。

可选的，所述激光清洗头包括一维振镜，所述一维振镜改变所述环形光斑激光器发出的激光的光路方向，使得所述激光清洗头输出“一”字型激光束。

可选的，所述激光束的宽度为50mm～70mm。

可选的，所述吸取部包括本体，所述本体设有呈蜂窝状的通道，所述通道的入口侧位于所述清洗工位旁，所述通道的出口与所述净化器连接。

可选的，所述水冷机的扬程为58.5米，流量为4M²/H。

可选的，所述环形光斑激光器的脉冲激光功率调节范围为0～500W，频率调节范围为10～50kHz，脉宽调节范围为10～100ns，连续激光功率调节范围0～3000W，占空比调节范围为0-100％。

可选的，所述清洗工位上设置有水冷板，所述水冷板与所述水冷机连接，所述水冷机通过所述水冷板实现给所述工件降温。

本申请实施例提供的环形光斑激光清洗系统，用于清洗镀膜金属，该系统包括清洗平台、环形光斑激光器、激光清洗头、吸尘净化组件、水冷机和控制系统，其中环形光斑激光器能够同时发出脉冲激光和连续激光，可以保证镀膜金属工件表面清洗干净的同时保证工件的基材不受损，且脉冲激光和连续激光可以分别独立调节，清洗加工区域及清洗质量可控，克服了现有的蒸发镀膜金属挡板的清洗方式存在效率低、污染环境和损伤挡板基材的问题，进而达到了环保高效、精细可控，清除工件表面镀层的同时，保护工件的基材不受损伤的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的环形光斑激光清洗系统的侧视图。

图2为本申请实施例提供的环形光斑激光清洗系统的主体结构的示意图。

图3为本申请实施例提供的位于两清洗工位上的工件清洗路径的示意图。

图4为本申请实施例提供的工件的清洗路径的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供环形光斑激光清洗系统，以解决现有的蒸发镀膜金属挡板的清洗方式存在效率低、污染环境和损伤挡板基材的问题。以下将结合附图对进行说明。

参见图1和图2所示，一种环形光斑激光清洗系统，用于清洗工件11表面的镀膜金属，包括：清洗平台1、环形光斑激光器2、激光清洗头3、吸尘净化组件4、水冷机5和控制系统。其中，清洗平台1包括至少两台清洗工位10，分别为第一清洗工位和第二清洗工位，第一清洗工位和第二清洗工位分别用于固定待清洗的工件11。环形光斑激光器2用于同时发出脉冲激光和连续激光，激光清洗头3与环形光斑激光器2连接，激光清洗头3发出的脉冲激光和连续激光经激光清洗头3作用于工件11上，以清洗工件11。吸尘净化组件4包括若干吸取部40和净化器41，吸取部40和净化器41连通，吸取部40的数量与清洗工位10的数量对应，吸取部40位于清洗工位10一侧，工件11清洗过程中产生的粉尘及时处理掉，保证达到环保要求。水冷机5用于给环形光斑激光器2和激光清洗头3降温。控制系统分别与环形光斑激光器2、激光清洗头3、净化器41和水冷机5连接，用于控制环形光斑激光器2与激光清洗头3连通，分别控制环形光斑激光器2、吸尘净化组件4和水冷机5工作。

示例性的，第一清洗工位100和第二清洗工位101均设置有夹具，用于夹持固定待清洗的工件11，方便工件11上料和下料。

示例性的，激光清洗头3配有气刀和吸尘孔，及时处理振镜附近的镀膜材料，保护镜片窗口，防止清洗过程中被污染。气刀的起源配常规的空压机即可，流量大于50L/Min。

可以理解的，环形光斑激光器2发出的环形光斑激光束清洗工件11表面的镀层可以做到省时省力，节约人工成本，不伤害工件11的基材，同时除了耗电以外没有其他的耗材，清洗过程中的粉尘通过吸尘净化组件4及时处理，节能环保。另外，环形光斑激光器2同时发出脉冲激光束和连续激光束，两者可以分别独立调节，清洗加工区域以及清洗质量可控，具有高效环保和智能制造自动控制的优点。

在一些实施方式中，环形光斑激光清洗系统还包括机械手6，机械手6与激光清洗头3连接，控制系统与机械手6连接，用于控制机械手6按照预设的轨迹带动激光清洗头3移动。

可以理解的，通过机械手6带动激光清洗头3移动，设定清洗路径后，自动清洗，保证激光束扫略经过工件11的表面，自动化程度高，清洗效率高。

在一些实施方式中，控制系统用于控制机械手6带动激光清洗头3循环清洗至少两台清洗工位10上的工件11。

示例性的，参见图2所示，清洗平台1设置第一清洗工位100和第二清洗工位101，工件11为矩形，第一清洗工位100上固定一工件11，第二清洗工位101上固定另一工件11，两工件11的厚度可以相同，也可以不同，参见图3所示，循环清洗是指机械手6带动激光清洗头3清洗位于第一清洗工位100上的工件11的一部分后，机械手6移动带动激光清洗头3移动至第二清洗工位101上方，清洗位于第二清洗工位101上的工件11的一部分后，机械手6再次移动带动激光清洗头3移回第一清洗工位100上方，清洗位于第一清洗工位100上的工件11的其他部分够，机械手6再次移动带动激光清洗头3移回第二清洗工位101上方，如此交替循环，直至第一清洗工位100上的工件11和第二清洗工位101上的工件11清洗完成。此种，清洗方式的好处是在清洗其中第一清洗工位100上的工件11时，第二清洗工位101上的工件11进行冷却，降低清洗过程中的热影响，避免工件11因热量影响变形，如此循环清洗，提高了清洗效果和清洗质量。当然，也可以设置多个清洗工位10，通过循环清洗各个工位10上的工件11。

在一些实施方式中，控制系统控制机械手6带动激光清洗头3从工件11的两侧向中间移动，以清洗工件11。

可以理解的，参见图4所示，控制系统控制机械手6带动激光清洗头3从工件11的两侧向中间移动是指：一般工件11为矩形，假定矩形的两长边分别为A变和B边，激光清洗头3发出的激光束沿A边移动，当A边移动清洗完后，机械手6带动激光清洗头3移动至距离的B边，当B边移动清洗完后，机械手6再移回至A边，向B边移动一个激光束的工位，并与上次清洗的位置衔接，如此交替从两侧向中间移动，进一步对清洗部位进行冷却降温，避免热量影响工件11变形，提高了清洗效果和清洗质量。

另外，上述的机械手6具有至少六轴，每个轴可旋转180°，能够清洗多个工件11和工件11的各个位置，自动化程度高。

在一些实施方式中，激光清洗头3包括一维振镜，一维振镜改变激光束的光路方向，使得激光清洗头3输出“一”字型激光束，一维振镜速度为5000mm/s。

在一些实施方式中，激光束的宽度为50mm～70mm。可以选择60mm宽的“一”子型，清洗过程中，保证60mm的清洗线宽正好相互搭接，保证挡板表面清洗完全。

在一些实施方式中，吸取部40包括本体400，本体400设有呈蜂窝状的进口401，进口401位于清洗工位10旁，所述本体400的出口与净化器41连接。

可以理解的，蜂窝状的进口，增大吸尘面积的同时保证足够的气流量，吸尘净化组件4的流量为2000M²/H，保证充分整个清洗过程无污染。

在一些实施方式中，水冷机的扬程为58.5米，流量为4M²/H。保证环形光斑激光器2、激光清洗头3、机械手6和吸尘净化组件4稳定的长时间工作。环形光斑激光器2的制冷水管直径是24mm，机械手6和吸尘净化组件4的制冷水管直径10mm，激光清洗头3的制冷水管直径是6mm。

在一些实施方式中，环形光斑激光器2的脉冲激光功率调节范围为0～500W，频率调节范围为10～50kHz，脉宽调节范围为10～100ns，连续激光功率调节范围0～3000W，占空比调节范围为0-100％。

可以理解的，基于待清洗工件11上的蒸发镀膜的材料不同，环形光斑激光器2的工艺参数可以根据镀膜材料以及镀膜厚度进行调节。

在一些实施方式中，清洗工位10上设置有水冷板，水冷板与水冷机5连接，水冷机5通过水冷板实现给工件11降温。

另外，参见图1所示，环形光斑激光清洗系统还包括摄像头7和外罩8，上述的清洗平台1、环形光斑激光器2、激光清洗头3、吸尘净化组件4、水冷机5、机械手6和摄像头7均位于外罩内，摄像头7时刻监视工件11清洗的状态。

为了保证清洗的一致性，工件11使用的次数达到预定次数后即进行清洗，每块工件11使用次数均为50炉。

本申请实施方式提供的环形光斑激光清洗系统，清洗蒸发镀膜金属挡板，相比现有的喷砂清洗，省略了清洗前后的辊轧过程，大幅度地提高了清洗效率，节省人工成本和耗材。环形光斑激光清洗蒸发镀膜金属挡板表面的镀层，具有环保高效、加工精度高以及清洗不造成表面损伤。另外，可控性强以及可集成化程度高，易于实现工业应用和生产，随着不断地优化可实现智能生产线。镀膜材料种类繁多，环形光斑激光清洗蒸发镀膜金属挡板表面的镀层，其脉冲和连续激光器的工艺参数可以独立调节，参数可以随着镀膜的材料和厚度进行调整，易于调节和控制清洗的质量。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例所提供的环形光斑激光清洗系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种环形光斑激光清洗系统，用于清洗工件表面的镀膜金属，其特征在于，包括：

激光清洗头，与所述环形光斑激光器连接；

2.根据权利要求1所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，还包括机械手，所述机械手与所述激光清洗头连接，所述控制系统与所述机械手连接，用于控制所述机械手按照预设的轨迹带动所述激光清洗头移动。

3.根据权利要求2所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述控制系统用于控制所述机械手带动所述激光清洗头循环清洗所述至少两台清洗工位上的工件。

4.根据权利要求3所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述控制系统用于控制所述机械手驱动所述激光清洗头从所述工件的两侧向中间移动，以清洗所述工件。

5.根据权利要求2所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述激光清洗头包括一维振镜，所述一维振镜改变所述环形光斑激光器发出的激光的光路方向，使得所述激光清洗头输出“一”字型激光束。

6.根据权利要求5所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述激光束的宽度为50mm～70mm。

7.根据权利要求1所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述吸取部包括本体，所述本体设有呈蜂窝状的通道，所述通道的入口侧位于所述清洗工位旁，所述通道的出口与所述净化器连接。

8.根据权利要求1所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述水冷机的扬程为58.5米，流量为4M²/H。

9.根据权利要求1所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述环形光斑激光器的脉冲激光功率调节范围为0～500W，频率调节范围为10～50kHz，脉宽调节范围为10～100ns，连续激光功率调节范围0～3000W，占空比调节范围为0-100％。

10.根据权利要求1所述的环形光斑激光清洗系统，其特征在于，所述清洗工位上设置有水冷板，所述水冷板与所述水冷机连接，所述水冷机通过所述水冷板实现给所述工件降温。