TWI823059B - 濕式雷射清洗設備及其程序 - Google Patents
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Abstract
一種濕式雷射清洗設備，其包括有一機台座、一雷射清洗模組、一遮蔽殼體與一過濾裝置所組成，其主要是將基底材料放置於機台座之置物水槽內，並將置物水槽注入液體，同時藉由控制模組驅動第一平行軸向軌道組、第二平行軸向軌道組與垂直軸向軌道組來帶動雷射清洗模組之光纖雷射光刀裝置，並透過光纖雷射光刀裝置照射基底材料之表面，以達到進行清洗基底材料之目的，而同時藉由雷射清洗模組之高度感測裝置與遮蔽殼體之方位感測裝置來感測待清洗物之位置與高度，使光纖雷射光刀裝置可自動對焦於基底材料，以達到最佳清洗效果之目的，而在光纖雷射光刀裝置照射基底材料後所產生之粉塵，則儲存於置物水槽內之液體中，並透過過濾裝置來過濾液體其內之粉塵。
Description
本發明係有關於一種濕式雷射清洗設備及其程序，尤指一種藉由雷射光與液體浸蓋來進行清洗基底材料之清洗設備結構及其程序。
透過雷射來清除特殊基底材料(或金屬材料)表面所累積或沾染之汙染物，乃為一種被相當廣泛使用之技術，目前所最常應用之方式乃是透過機械手臂來夾持住雷射光源，以透過機械手臂之位移來帶動雷射光源以對基底材料進行清洗，然，機械手臂所能位移之高度與速度有所限制，對於高度較高之基底材料則無法達到最佳清洗效果甚至無法進行清洗，並且目前所廣泛使用之雷射光源乃為半導體泵浦固體雷射，除了無法自動對焦之外，在使用一段時間之後乃必需更換雷射共振腔等零件後進行校正，更換過程繁瑣且複雜，再者，由於雷射在進行清洗中乃會產生有毒物質與重金屬之粉塵，且同時會產生火花，以目前所應用之雷射清洗設備除了無法有效且集中的收集所產生之粉塵外，更無法避免火花之產生，導致於操作人員長期暴露在危險之工作環境中，故，如何將上述缺失問題加以改進，乃為本案創作人所欲解決之技術困難點之所在。
本發明之主要目的在於：由一機台座、一雷射清洗模組、一遮蔽殼體與一過濾裝置所組成，其主要是將基底材料放置於機台座之置物
水槽內，並將置物水槽注入液體，同時藉由控制模組驅動第一平行軸向軌道組、第二平行軸向軌道組與垂直軸向軌道組來帶動雷射清洗模組之光纖雷射光刀裝置，並透過光纖雷射光刀裝置照射基底材料之表面，以達到進行清洗基底材料之目的，而同時藉由雷射清洗模組之高度感測裝置與遮蔽殼體之方位感測裝置來感測待清洗物之位置與高度，使光纖雷射光刀裝置可自動對焦於基底材料，以達到最佳清洗效果之目的，而在光纖雷射光刀裝置照射基底材料後所產生之粉塵，則儲存於置物水槽內之液體中，並透過過濾裝置來過濾液體其內之粉塵。
1:濕式雷射清洗設備
2:機台座
21:置物水槽
211:液位偵測器
212:供水管路
22:光纖雷射光刀模組
23:供電模組
3:雷射清洗模組
31:第一平行軸向軌道組
32:第二平行軸向軌道組
33:垂直軸向軌道組
34:光纖雷射光刀裝置
35:高度感測裝置
36:影像擷取裝置
37:風刀裝置
38:微調機構
4:遮蔽殼體
41:防護拉門
411:觀測窗
42:控制模組
421:影像顯示裝置
43:方位感測裝置
44:警報裝置
5:過濾裝置
6:基底材料
第1圖係為本發明之立體外觀圖。
第2圖係為本發明之立體分解圖。
第3圖係為本發明之局部示意圖一。
第4圖係為本發明之局部示意圖二。
第5圖係為本發明之較佳實施例示意圖一。
第6圖係為本發明之較佳實施例示意圖二。
請參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖、第5圖與第6圖所示，係為本發明之立體外觀圖、立體分解圖、局部示意圖與較佳實施例示意圖，由圖中可清楚看出，本發明之濕式雷射清洗設備1主要包括有：
一機台座2，其上乃設置有一置物水槽21，其中並另設置有一光纖雷射光刀模組22以及一供電模組23；
一雷射清洗模組3，設置於機台座2之上置物水槽21周緣，該雷射清洗模組3並由二第一平行軸向軌道組31、一第二平行軸向軌道組32、一垂直軸向軌道組33、一光纖雷射光刀裝置34、一高度感測裝置35、一影像擷取裝置36與一風刀裝置37所組成；
一遮蔽殼體4，用以覆蓋機台座之置物水槽21，該遮蔽殼體4外側並設置有二防護拉門41與一控制模組42，而遮蔽殼體4之內側上方則設置有一方位感測裝置43；
一過濾裝置5，設置於機台座2之一側，並與機台座2之置物水槽21相連接，用以過濾置物水槽21所需之用水；
其中，機台座2之置物水槽21內另設置有一液位偵測器211；
其中，機台座2之置物水槽21乃連接有一供水管路212，以透過該供水管路212對置物水槽21注入液體；
其中，垂直軸向軌道組33乃是設置於第二平行軸向軌道組32上，而第二平行軸向軌道組32乃跨設於二第一平行軸向軌道組31之間；
其中，光纖雷射光刀裝置34、高度感測裝置35與影像擷取裝置36乃是另透過一微調機構37設置於垂直軸向軌道組33上；
其中，第一平行軸向軌道組31乃可進行Y軸軸向之前後往復移動；
其中，第二平行軸向軌道組32乃可進行X軸軸向之左右往復移動；
其中，垂直軸向軌道組33乃可進行Z軸軸向之上下往復移動；
其中，防護拉門41上乃設置有至少一觀測窗411；
其中，控制模組42更包含有一影像顯示裝置421；
其中，遮蔽殼體4上另設置有一警報裝置44；
本發明之濕式雷射清洗設備1在使用時，主要是先開啟遮蔽殼體4之防護拉門41，以將基底材料6放置於機台座2之置物水槽21內，再關閉防護拉門41並透過控制模組42來驅動遮蔽殼體4內之雷射清洗模組3，以透過雷射清洗模組3之光纖雷射光刀裝置34來對基底材料5進行清洗之程序；
承上述，在基底材料6放置於機台座2之置物水槽21內後，乃會先透過方位感測裝置43來感測該基底材料6之位置，再透過高度感測裝置35感測該該基底材料6之高度，而所感測蒐集到位置與高度之數值資訊則會傳送至控制模組42，在控制模組42獲得基底材料6之位置與高度之資訊後，控制模組42乃是先控制供水管路212對置物水槽21內注入液體，並使液體浸蓋過基底材料6，最後經過控制模組42之計算後即驅動第一平行軸向軌道組31、第二平行軸向軌道組32以及垂直軸向軌道組33以帶動光纖雷射光刀裝置34來對基底材料6之表面進行清洗之動作；
其中，第一平行軸向軌道組31乃是用以帶動第二平行軸向軌道組32，第二平行軸向軌道組32則是用以帶動垂直軸向軌道組33，而垂直軸向軌道組33則是用以帶動其上之光纖雷射光刀裝置34，且由於第一平行軸向軌道組31可進行Y軸軸向之移動、第二平行軸向軌道組32可進行X軸軸向之移動以及垂直軸向軌道組33可進行Z軸軸向之移動，因此即可帶動光纖雷射光刀裝置34進行前、後、左、右、上與下之往復移動動作；
另外，光纖雷射光刀裝置34、高度感測裝置35與影像擷取裝置3
6之所以透過微調機構37設置於垂直軸向軌道組33上，主要是可透過該微調機構37來對光纖雷射光刀裝置34、高度感測裝置35與影像擷取裝置36來進行角度之微調；
另外，方位感測裝置43與高度感測裝置35所感測蒐集底材料6之位置與高度等數值資訊，在經過控制模組42之計算下，更可同時計算出該基底材料6之尺寸大小與形狀，因此可準確的控制光纖雷射光刀裝置34對基底材料6照射之距離與路徑，以達到最佳之清洗效率；
另外，控制模組42乃可控制光纖雷射光刀模組22來驅動光纖雷射光刀裝置34進行照射，透過光纖雷射光刀模組22乃可調整光纖雷射光刀裝置34照射之頻率與廣度；
另外，在垂直軸向軌道組33上另所設置之影像擷取裝置36主要是用以持續的拍攝清洗過程，並且可透過控制模組42之影像顯示裝置421來顯示該清洗過程，以讓操作人員可隨時監控清洗情況；
另外，控制模組42除了是用以控制雷射清洗模組3來進行清潔之動作之外，更可用以監控與偵測在進行清洗動作時之溫度與煙霧之狀況，並可同時透過控制模組42之影像顯示裝置421來顯示；
另外，在清洗基底材料6之過程當中會產生有毒物質與重金屬之粉塵，而液體又浸蓋過基底材料6，因此所有的粉塵乃會儲存於液體當中，當在清洗基底材料6之後，乃是透過過濾裝置5將置物水槽21內之液體進行排除並同時過濾液體，藉此即可避免操作人員在開啟防護拉門41後接觸到有毒物質與粉塵，再者，在清洗基底材料6之過程當中乃會同時產生火花，藉由液體之浸蓋乃可避免產生火花之情況，以達到有效防護之目
的，而在完全排除掉液體後，即可放置入新的基底材料6，且再次進行對置物水槽21內注入新的液體；
另外，本發明之所以採用光纖雷射光刀模組22，主要是由於光纖雷射光刀模組22不具備有雷射共振腔之部件，因此除了免除了需更換與校正雷射共振腔之繁瑣程序外，光纖雷射光刀模組22更有耐震動、省電、使用壽命長、光轉換率高、傳輸低耗損與低維護成本等優點；
另外，在清洗基底材料6之過程當中所產生之有毒物質與重金屬之粉塵，有部分會漂浮在液體表面而影響了光纖雷射光刀裝置34照射之效率，此時，乃可透過風刀裝置37持續的吹送風力，將光纖雷射光刀裝置34照射範圍內漂浮在液體表面之有毒物質與粉塵吹離，藉此即可讓光纖雷射光刀裝置34維持在最佳之照射效率；
另外，遮蔽殼體4上所另設置之警報裝置44，主要是當濕式雷射清洗設備1發生異常狀況，可透過該警報裝置44以燈光或聲響之警告以通知操作人員；
在上述基底材料6進行清洗時，其主要是由人員透過控制模組42來進行操作，而主要之程序乃包括有：
(1)影像分析，在基底材料6放置入置物水槽21內後，先透過方位感測裝置43與高度感測裝置35來感測基底材料6之位置與高度，並將所蒐集到之數值資訊由控制模組42進行分析；
(2)進行注水，透過控制模組42驅動供水管路212對置物水槽21內注入液體，使液體淹沒過基底材料6；
(3)進行雷射清洗，由控制模組42所分析後之數值資訊進行第一平行
軸向軌道組31、一第二平行軸向軌道組32與垂直軸向軌道組3之路徑規劃，以使光纖雷射光刀裝置3對基底材料6進行清洗，光纖雷射光刀裝置3並會依照基底材料6之高度移動至相對應之高度，另外，上述影像分析之程序乃是在進行清洗之前均已完成，在清洗過程當中則不會再次進行影像分析之程序；
(4)洩水，在光纖雷射光刀裝置3完成清洗後，將置物水槽21內之液體排出，並同時透過過濾裝置5過濾所排出之液體；
其中，控制模組42亦搭載有應用軟體程式，並且透過控制模組42之影像顯示裝置421來顯示目前濕式雷射清洗設備1之程序狀態，除此之外，影像顯示裝置421更提供了人員可進行其他條件值之設定與更改之介面，例如影像分析之像素、第一平行軸向軌道組31、一第二平行軸向軌道組32與垂直軸向軌道組3其位置之微調、移動速率與移動路徑、光纖雷射光刀裝置34所射出雷射光之功率、頻率與寬度、注水高度(淹沒基底材料6之高度)、注水速度、每個基底材料6之清洗次數等等條件值之設定與更改，當然，透過影像顯示裝置421亦可顯示濕式雷射清洗設備1各部件機構目前之狀態，或者當部件機構無法正常動作時，藉由影像顯示裝置421之顯示可便於讓人員進行故障之排除；
上述所列舉的實施例係用以闡明本發明之一較佳可行實施例，並非用以限定本發明之範圍，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1:濕式雷射清洗設備
2:機台座
21:置物水槽
211:液位偵測器
212:供水管路
22:光纖雷射光刀模組
23:供電模組
3:雷射清洗模組
31:第一平行軸向軌道組
32:第二平行軸向軌道組
33:垂直軸向軌道組
34:光纖雷射光刀裝置
35:高度感測裝置
36:影像擷取裝置
37:風刀裝置
4:遮蔽殼體
41:防護拉門
42:控制模組
5:過濾裝置
Claims (3)
- 一種濕式雷射清洗設備，其包括：一機台座，其上乃設置有一置物水槽，其中並另設置有一光纖雷射光刀模組以及一供電模組，其中置物水槽內另設置有一液位偵測器，且該置物水槽乃連接有一供水管路，以透過該供水管路對置物水槽注入液體；一雷射清洗模組，設置於機台座之上置物水槽周緣，該雷射清洗模組並由二第一平行軸向軌道組、一第二平行軸向軌道組、一垂直軸向軌道組、一光纖雷射光刀裝置、一高度感測裝置、一影像擷取裝置與一風刀裝置所組成，其中上述垂直軸向軌道組乃是設置於第二平行軸向軌道組上，而第二平行軸向軌道組乃跨設於二第一平行軸向軌道組之間，另外，第一平行軸向軌道組乃可進行Y軸軸向之前後往復移動、第二平行軸向軌道組乃可進行X軸軸向之左右往復移動以及垂直軸向軌道組乃可進行Z軸軸向之上下往復移動，且光纖雷射光刀裝置、高度感測裝置、影像擷取裝置與風刀裝置乃是另透過一微調機構設置於垂直軸向軌道組上；一遮蔽殼體，用以覆蓋機台座之置物水槽，該遮蔽殼體外側並設置有二防護拉門與一控制模組，而遮蔽殼體之內側上方則設置有一方位感測裝置，其中，上述防護拉門上乃設置有至少一觀測窗，而控制模組更包含有一影像顯示裝置；一過濾裝置，設置於機台座之一側，並與機台座之置物水槽相連接，用以過濾置物水槽所需之用水；其主要是將基底材料放置於機台座之置物水槽內，並將置物水槽注入液體，同時藉由控制模組驅動第一平行軸向軌道組、第二平行軸 向軌道組與垂直軸向軌道組來帶動雷射清洗模組之光纖雷射光刀裝置，並透過光纖雷射光刀裝置照射基底材料之表面，以達到進行清洗基底材料之目的，而同時藉由雷射清洗模組之高度感測裝置與遮蔽殼體之方位感測裝置來感測待清洗物之位置與高度，使光纖雷射光刀裝置可自動對焦於基底材料，以達到最佳清洗效果之目的，而在光纖雷射光刀裝置照射基底材料後所產生之粉塵，則儲存於置物水槽內之液體中，並透過過濾裝置來過濾液體其內之粉塵。
- 如請求項1所述之濕式雷射清洗設備，其中遮蔽殼體上另設置有一警報裝置。
- 如請求項1所述之濕式雷射清洗程序，係使用請求項1之乾式雷射清洗設備，其包括有：影像分析、置物水槽注水、雷射清洗以及置物水槽洩水。
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|---|---|---|---|
| TW110106600A TWI823059B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 濕式雷射清洗設備及其程序 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=84957378
Family Applications (1)
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| TW110106600A TWI823059B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 濕式雷射清洗設備及其程序 |
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2021
- 2021-02-25 TW TW110106600A patent/TWI823059B/zh active
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| TW202233320A (zh) | 2022-09-01 |
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