[发明专利]一种可以实现高品质清洗的激光加工头装置

说明书

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，特别涉及一种可以实现高品质激光清洗的激光加工头装置。

背景技术

激光清洗是一种新兴的表面处理技术，其利用高能量激光束照射待清洗工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发、气化或剥离，高速有效地清除对象表面附着物或表面涂层，从而达到清洁工件表面的目的。相比传统的清洗技术，如化学清洗、机械刷磨、流体颗粒冲刷、超声波清洗等，激光清洗不需要清洁液或其它化学溶液，清除污物的范围和适用的基材范围广泛，清洗的过程不损伤基材表面，具备清洗效果好、控制精度高、应用范围广、运行成本低、不污染环境等优点。

由于国外对激光清洗技术的研究较早，有些领域的清洗已经实现工业化。国外的激光清洗应用范围广泛，从厚锈层到抛光表面微细颗粒都可以去除，涉及到机械工业、微电子工业与艺术品的保护等方面，激光清洗的设备也随之迅速发展，装置、设备种类较多。我国激光清洗技术的研究和设备的开发起步晚，基本上是跟踪国外的发展。虽然在较短时间内取得了一些成果，但是与国外相比存在明显的差距。因此，国内成熟的激光清洗设备并不多，大部分还处于实验室研究阶段，其清洗效率和稳定性有待进一步的提高。

尽管目前对激光清洗技术与装备的研究越来越深入，但现有的激光清洗设备仍存在着诸多问题，尤其是激光清洗加工头装置。具体表现在：第一，激光清洗加工头出射激光束的焦点位置不易确定，清洗过程中不易将焦点对准待清洗表面，导致清洗区域未处于激光束最高功率密度位置，不能获得良好的清洗效果，同时也造成了能量浪费，更多的热量传至基体使热影响区变大。尤其对于手持式激光清洗加工头，手部的颤抖会直接影响激光束焦点的作用位置，导致清洗不均匀。第二，对于复杂构件的激光清洗，由于构件表面存在大范围、不规则的起伏，导致激光束作用在构件表面的能量密度分布不均匀，直接影响清洗效果，因此，需要实时调整激光束焦点位置以保证清洗一致性，这不仅增加了工艺难度，也降低了清洗效率。

针对现有激光清洗装备所存在的问题，本发明提供一种可以实现高品质清洗的激光加工头装置，通过聚焦透镜在激光束光轴方向上的往复运动，形成激光束焦点在光轴方向上的振动，获得“长焦深”光斑，结合扫描振镜实现激光束焦点在光轴横向与纵向上的分布，实现均匀的高品质激光清洗，解决上述问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以实现高品质清洗的一种可以实现高品质清洗的激光加工头装置。

根据本发明实施例的一种可以实现高品质清洗的激光加工头装置，包括：

机壳；

激光源，所述激光源设在所述机壳的左侧面上；

电动缸，所述电动缸设在所述机壳内且位于所述激光源的右侧，所述电动缸的移动平台沿左右方向可往复移动；

第一聚焦镜，所述第一聚焦镜设在所述移动平台上；

第二聚焦镜，所述第二聚焦镜设在所述机壳内且位于所述电动缸的右侧；

反射镜，所述反射镜设在所述机壳内且位于所述第二聚焦镜的右侧；

振镜，所述振镜设在所述机壳内且位于所述反射镜的下方，所述机壳的右侧面具有与所述振镜相适配的通光口。

有利地，所述激光源为脉冲式激光源或连续式激光源。

有利地，所述激光源为全固态、半导体、CO₂脉冲激光源。

有利地，所述的一种可以实现高品质清洗的激光加工头装置还包括第一光学传感报警器和第二光学传感报警器，所述第一光学传感报警器设在所述第一聚焦镜的边缘，所述第二光学传感报警器设在所述第二聚焦镜的边缘。

在激光清洗过程中，激光束焦点位置的控制直接影响着清洗效果。一方面，激光束焦点位置不易确定，可能导致待清洗区域不在激光束最高能量密度处，进而影响清洗效果；另一方面，对于复杂构件清洗对象，由于表面起伏导致清洗不均匀、一致性差，需要实时调整激光束焦点位置以适应构件表面三维复杂曲面变化，增加了工艺难度、降低了清洗效率。

根据本发明实施例的一种可以实现高品质清洗的激光加工头装置，第一聚焦镜设在移动平台上，实现了激光束焦点在光轴方向上的往复运动，结合扫描振镜摆动，形成了激光束焦点在光轴横向与纵向上的分布，即与激光束传播方向相平行的扫描面，有效解决了激光束焦点难确定、复杂表面构件难清洗的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明