JP3234389U

JP3234389U - 乾式レーザ洗浄装置

Info

Publication number: JP3234389U
Application number: JP2021001192U
Authority: JP
Inventors: 張智年
Original assignee: 宏惠光電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2031-04-01

Abstract

【課題】レーザ光により基材を洗浄する乾式レーザ洗浄装置を提供する。
【解決手段】乾式レーザ洗浄装置１は、機台２、レーザ洗浄モジュール３、遮蔽ハウジング４及び空気濾過装置５を備える。機台２は、物入れプラットフォーム２１が上に設けられるとともに、光ファイバーレーザ光刃物部２２及び電源供給モジュール２３を有する。レーザ洗浄モジュール３は、機台２の物入れプラットフォーム２１上に配設されるとともに、２つの第１の平行軸方向軌道セット３１と、第２の平行軸方向軌道セット３２と、垂直軸方向軌道セット３３と、光ファイバーレーザ光刃物装置３４と、高さセンサ３５と、撮像装置３６とから構成される。遮蔽ハウジング４は、機台２の物入れプラットフォーム２１を覆い、２つの保護引き戸４１と、制御モジュール４２とを外側に有するとともに、方位センサが内側上方に設けられる。
【選択図】図２

Description

本考案は、乾式レーザ洗浄装置に関し、特に、レーザ光により基材を洗浄する乾式レーザ洗浄装置に関する。

特殊な基材（又は金属材料）の表面に累積した汚染物又は表面を汚染した汚染物をレーザにより除去する技術は、非常に広く使用されている技術であり、従来最もよく使用されている方式としては、ロボットアームでレーザ光源を挟持し、ロボットアームの変位によりレーザ光源を駆動し、基材を洗浄する方式があった。しかし、ロボットアームが変位できる高さ及び速度には限界があり、例えば、基材が高い場所に位置する場合、最適な洗浄効果が得られない上、洗浄できないこともあった。さらに、従来広く使用されているレーザ光源には、半導体励起固体レーザが多く使用され、オートフォーカスすることができない上、一定時間使用した後にレーザ共振器などの部品を交換して補正しなければならないため、交換に手間がかかった。また、レーザ洗浄を行っている最中に有害物質及び重金属の粉塵が発生するが、従来のレーザ洗浄装置では、発生した粉塵を有効かつ集中的に集めることができず、操作員は危険な労働環境で作業しなければならなかった。そのため、改善が求められていた。

そこで、本考案者は、上記課題を解決するための鋭意検討を重ねた結果、本考案に想到するに至った。

本考案の主な目的は、第１の平行軸方向軌道セット、第２の平行軸方向軌道セット及び垂直軸方向軌道セットにより構成され、高さセンサ及び方位センサにより検知し、基材の寸法及び規格を正確に算出することにより、最適な洗浄効果を得て、光ファイバーレーザ光刃物モジュールの監視及び空気濾過装置の濾過により、最適な洗浄環境を得て、操作員の作業環境の安全性を高めることができる、乾式レーザ洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本考案の第１の形態によれば、機台、レーザ洗浄モジュール、遮蔽ハウジング及び空気濾過装置を備えた、乾式レーザ洗浄装置であって、前記機台は、物入れプラットフォームが上に設けられるとともに、光ファイバーレーザ光刃物モジュール及び電源供給モジュールを有し、前記レーザ洗浄モジュールは、前記機台の前記物入れプラットフォーム上に配設されるとともに、２つの第１の平行軸方向軌道セットと、第２の平行軸方向軌道セットと、垂直軸方向軌道セットと、光ファイバーレーザ光刃物装置と、高さセンサと、撮像装置とから構成され、前記遮蔽ハウジングは、前記機台の前記物入れプラットフォームを覆い、２つの保護引き戸と、制御モジュールとを外側に有するとともに、方位センサが内側上方に設けられ、前記空気濾過装置は、前記機台の一側に設けられるとともに、前記遮蔽ハウジングと接続されて前記遮蔽ハウジング内の空気を濾過し、前記機台の前記物入れプラットフォーム上に基材が載置され、前記制御モジュールにより前記第１の平行軸方向軌道セット、前記第２の平行軸方向軌道セット及び前記垂直軸方向軌道セットを駆動し、前記レーザ洗浄モジュールの前記光ファイバーレーザ光刃物装置を駆動し、前記光ファイバーレーザ光刃物装置により基材の表面が照射されて基材が洗浄されるとともに、前記レーザ洗浄モジュールの前記高さセンサ及び前記遮蔽ハウジングの前記方位センサにより被洗浄物の位置及び高さを検知し、前記光ファイバーレーザ光刃物装置により基材にオートフォーカスし、最適な洗浄効果を得ることを特徴とする、乾式レーザ洗浄装置を提供する。

本考案の乾式レーザ洗浄装置は、第１の平行軸方向軌道セット、第２の平行軸方向軌道セット及び垂直軸方向軌道セットにより構成され、高さセンサ及び方位センサにより検知し、基材の寸法及び規格を正確に算出することにより、最適な洗浄効果を得て、光ファイバーレーザ光刃物モジュールの監視及び空気濾過装置の濾過により、最適な洗浄環境を得て、操作員の作業環境の安全性を高める。

図１は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す斜視図。図２は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す分解斜視図。図３は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す部分図（１）（１）。図４は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す部分図（２）（２）。図５は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す部分図（３）（３）。図６は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す説明図（１）。図７は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す説明図（２）。図８は、本考案の他の実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す説明図。

本考案の技術手段及びそれにより達成可能な効果を、より完全かつ明白に開示するために、開示した添付の図面及び符号と併せて本考案を以下で詳説する。

図１〜図８を参照する。図１は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す斜視図。図２は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す分解斜視図。図３は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す部分図（１）。図４は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す部分図（２）。図５は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す部分図（３）。図６は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す説明図（１）。図７は、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す説明図（２）。図８は、本考案の他の実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置を示す説明図。図１〜図８に示すように、本考案の一実施形態に係る乾式レーザ洗浄装置１は、少なくとも機台（ｍａｃｈｉｎｅｂａｓｅ）２、レーザ洗浄モジュール３、遮蔽ハウジング４及び空気濾過装置５から構成されてなる。

機台２は、物入れプラットフォーム２１が上に設けられるとともに、光ファイバーレーザ光刃物モジュール２２及び電源供給モジュール２３を有する。

レーザ洗浄モジュール３は、機台２の物入れプラットフォーム２１上に配設されるとともに、２つの第１の平行軸方向軌道セット３１と、第２の平行軸方向軌道セット３２と、垂直軸方向軌道セット３３と、光ファイバーレーザ光刃物装置３４と、高さセンサ３５と、撮像装置３６とから構成される。

遮蔽ハウジング４は、機台２の物入れプラットフォーム２１を覆い、２つの保護引き戸４１と、制御モジュール４２とを外側に有し、方位センサ４３が内側上方に設けられる。

空気濾過装置５は、機台２の一側に設けられるとともに、遮蔽ハウジング４と接続され、遮蔽ハウジング４内の空気を濾過する。

機台２の物入れプラットフォーム２１は、平板２１１及び回転軸装置２１２を含む。
垂直軸方向軌道セット３３は、第２の平行軸方向軌道セット３２上に配設される。第２の平行軸方向軌道セット３２は、２つの第１の平行軸方向軌道セット３１間に掛け渡すように設けられる。
光ファイバーレーザ光刃物装置３４、高さセンサ３５及び撮像装置３６は、微調整機構３７を介して垂直軸方向軌道セット３３上に取付けられる。
第１の平行軸方向軌道セット３１は、Ｙ軸の軸方向で前後に往復移動することが可能である。
第２の平行軸方向軌道セット３２は、Ｘ軸の軸方向で左右に往復移動することが可能である。
垂直軸方向軌道セット３３は、Ｚ軸の軸方向で上下に往復移動することが可能である。
保護引き戸４１上には、少なくとも１つの観察窓４１１が配設される。
制御モジュール４２は、画像表示装置４２１を有する。
遮蔽ハウジング４上には、警報装置４４が配設される。

本実施形態の乾式レーザ洗浄装置１を実際に使用する際、まず、遮蔽ハウジング４の保護引き戸４１を開き、機台２の物入れプラットフォーム２１の平板２１１上に基材６を設置してから、保護引き戸４１を閉じ、制御モジュール４２を介して遮蔽ハウジング４内のレーザ洗浄モジュール３を駆動し、レーザ洗浄モジュール３の光ファイバーレーザ光刃物装置３４により基材６を洗浄する。

機台２の平板２１１上に基材６が載置された後、方位センサ４３により基材６の位置を検知し、高さセンサ３５により基材６の高さを検知する。検知して収集した位置及び高さの数値データは、制御モジュール４２へ送信され、制御モジュール４２により計算された後、第１の平行軸方向軌道セット３１、第２の平行軸方向軌道セット３２及び垂直軸方向軌道セット３３を駆動し、光ファイバーレーザ光刃物装置３４により基材６の表面を洗浄する。

第１の平行軸方向軌道セット３１は、第２の平行軸方向軌道セット３２を駆動し、第２の平行軸方向軌道セット３２は、垂直軸方向軌道セット３３を駆動する。垂直軸方向軌道セット３３は、その上に設けられた光ファイバーレーザ光刃物装置３４を駆動させ、第１の平行軸方向軌道セット３１がＹ軸の軸方向で移動可能であり、第２の平行軸方向軌道セット３２がＸ軸の軸方向で移動可能であり、垂直軸方向軌道セット３３がＺ軸の軸方向で移動可能であるため、光ファイバーレーザ光刃物装置３４を前後方向、左右方向又は上下方向で往復移動させることが可能である。

また、光ファイバーレーザ光刃物装置３４、高さセンサ３５及び撮像装置３６は、微調整機構３７を介して垂直軸方向軌道セット３３上に設置されているため、微調整機構３７により光ファイバーレーザ光刃物装置３４、高さセンサ３５及び撮像装置３６の角度を微調整することができる。

方位センサ４３及び高さセンサ３５が検知して収集した基材６の位置、高さなどの数値データは、制御モジュール４２により計算されると、基材６の大きさ及び形状を算出することができるため、光ファイバーレーザ光刃物装置３４が基材６に対して照射する距離及び経路を正確に制御し、高い洗浄効率が得られる。

制御モジュール４２は、光ファイバーレーザ光刃物モジュール２２を制御することにより、光ファイバーレーザ光刃物装置３４を駆動して照射し、光ファイバーレーザ光刃物モジュール２２により、光ファイバーレーザ光刃物装置３４が照射する頻度及びレーザ光の幅を調整することができる。

また、垂直軸方向軌道セット３３上に設けられた撮像装置３６は、継続的に洗浄過程を撮影し、制御モジュール４２の画像表示装置４２１により洗浄過程を表示し、操作員が洗浄状況を随時監視できるようにする。

また、制御モジュール４２は、レーザ洗浄モジュール３を制御して清浄工程を行うことができる上、清浄工程を行うときの温度及び煙の状況を監視・検出することができる上、制御モジュール４２の画像表示装置４２１により温度及び煙の状況を表示することもできる。

また、洗浄する過程で有害物質及び重金属の粉塵が発生するため、機台２の一側に設置された空気濾過装置５により、遮蔽ハウジング４内の空気を濾過し、発生した粉塵を収集することにより、操作員が保護引き戸４１を開いたときに操作員が粉塵に接触することを防ぐことができる。

また、本実施形態の光ファイバーレーザ光刃物モジュール２２は、レーザ共振器（ｌａｓｅｒｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙ）の部材を備えていないため、レーザ共振器の交換及び補正の煩雑な工程が必要ない上、光ファイバーレーザ光刃物モジュール２２は、耐振性、低消費電力、長い使用寿命、高い光変換率、低い伝送損、安価なメンテナンス費用などの長所を有する。

また、遮蔽ハウジング４上に設けた警報装置４４は、乾式レーザ洗浄装置１に異常が発生したときに、警報装置４４が光又は音声を発して警告し、操作員に知らせる。

図８を参照する。図８に示すように、基材６が柱状又は棒状物である場合、物入れプラットフォーム２１の平板２１１を取外し、柱状又は棒状物の基材６を物入れプラットフォーム２１の回転軸装置２１２に取付け、第１の平行軸方向軌道セット３１、第２の平行軸方向軌道セット３２及び垂直軸方向軌道セット３３により光ファイバーレーザ光刃物装置３４を駆動し、基材６に照射するとともに、回転軸装置２１２により柱状又は棒状物の基材６を旋回させることにより、光ファイバーレーザ光刃物装置３４は、基材６の全ての表面に均一に照射することができる。

上述したことから分かるように、従来技術のレーザ洗浄装置には、様々な欠点及び解決することができなかった問題点があったが、本考案の乾式レーザ洗浄装置１は、第１の平行軸方向軌道セット３１、第２の平行軸方向軌道セット３２及び垂直軸方向軌道セット３３により構成され、高さセンサ３５及び方位センサ４３により検知し、基材６の寸法及び規格を正確に算出することにより最適な洗浄効果を得て、光ファイバーレーザ光刃物モジュール２２の監視及び空気濾過装置５の濾過により、最適な洗浄環境を得て、操作員の作業環境の安全性を高めることができる。

当該分野の当業者にとって理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１乾式レーザ洗浄装置
２機台
３レーザ洗浄モジュール
４遮蔽ハウジング
５空気濾過装置
６基材
２１物入れプラットフォーム
２２光ファイバーレーザ光刃物モジュール
２３電源供給モジュール
３１第１の平行軸方向軌道セット
３２第２の平行軸方向軌道セット
３３垂直軸方向軌道セット
３４光ファイバーレーザ光刃物装置
３５高さセンサ
３６撮像装置
３７微調整機構
４１保護引き戸
４２制御モジュール
４３方位センサ
４４警報装置
２１１平板
２１２回転軸装置
４１１観察窓
４２１画像表示装置

Claims

機台、レーザ洗浄モジュール、遮蔽ハウジング及び空気濾過装置を備えた、乾式レーザ洗浄装置であって、
前記機台は、物入れプラットフォームが上に設けられるとともに、光ファイバーレーザ光刃物モジュール及び電源供給モジュールを有し、
前記レーザ洗浄モジュールは、前記機台の前記物入れプラットフォーム上に配設されるとともに、２つの第１の平行軸方向軌道セットと、第２の平行軸方向軌道セットと、垂直軸方向軌道セットと、光ファイバーレーザ光刃物装置と、高さセンサと、撮像装置とから構成され、
前記遮蔽ハウジングは、前記機台の前記物入れプラットフォームを覆い、２つの保護引き戸と、制御モジュールとを外側に有するとともに、方位センサが内側上方に設けられ、
前記空気濾過装置は、前記機台の一側に設けられるとともに、前記遮蔽ハウジングと接続されて前記遮蔽ハウジング内の空気を濾過し、
前記機台の前記物入れプラットフォーム上に基材が載置され、前記制御モジュールにより前記第１の平行軸方向軌道セット、前記第２の平行軸方向軌道セット及び前記垂直軸方向軌道セットを駆動し、前記レーザ洗浄モジュールの前記光ファイバーレーザ光刃物装置を駆動し、前記光ファイバーレーザ光刃物装置により基材の表面が照射されて基材が洗浄されるとともに、前記レーザ洗浄モジュールの前記高さセンサ及び前記遮蔽ハウジングの前記方位センサにより被洗浄物の位置及び高さを検知し、前記光ファイバーレーザ光刃物装置により基材にオートフォーカスし、最適な洗浄効果を得ることを特徴とする、乾式レーザ洗浄装置。
前記機台の前記物入れプラットフォームは、平板及び回転軸装置を有することを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記垂直軸方向軌道セットは、前記第２の平行軸方向軌道セット上に配設され、
前記第２の平行軸方向軌道セットは、２つの前記第１の平行軸方向軌道セット間に掛け渡すように設けられることを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記光ファイバーレーザ光刃物装置、前記高さセンサ及び前記撮像装置は、微調整機構を介して前記垂直軸方向軌道セット上に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記第１の平行軸方向軌道セットは、Ｙ軸の軸方向で前後に往復移動することを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記第２の平行軸方向軌道セットは、Ｘ軸の軸方向で左右に往復移動することを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記垂直軸方向軌道セットは、Ｚ軸の軸方向で上下に往復移動することを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記保護引き戸上には、少なくとも１つの観察窓が配設されることを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記制御モジュールは、画像表示装置を有することを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。
前記遮蔽ハウジング上には、警報装置が配設されることを特徴とする請求項１に記載の乾式レーザ洗浄装置。