[发明专利]一种能够适用多种孔径、孔型的孔洞激光清洗装置

说明书

本发明公开了一种能够适用多种孔径、孔型的孔洞激光清洗装置，包括：可偏转反射镜，场镜，可伸缩支架，高精度锥形反射镜，电机，夹具和升降机构；可伸缩支架连接场镜和高精度锥形反射镜，使锥形反射镜固定在场镜下方，锥形反射镜能更好的反射激光光束将其会聚于待加工孔形工件的内壁上，更好的进行小型孔洞的清洗；本发明的有益效果：采用可伸缩的锥形反射镜结构，通过对锥形反射镜的上下移动，可以用来清洗不同孔径、孔型的孔，激光环形扫描系统和锥形反射镜结构相结合，将激光光束会聚到一点，提高激光能量，降低激光发射功率，减少能量损耗，从而降低清洗成本，解决了小型孔洞难以清洗的问题，提高了清洗质量，减少了资源的浪费。

技术领域

本发明涉及一种激光清洗装置，具体涉及一种适用多种孔径、孔型的孔洞激光清洗装置。

背景技术

激光清洗技术是近十年来飞速发展起来的新型清洗技术，它因为能适应各种表面污垢的清洗，对环境污染极小，可以做到不损伤基体等优点在许多领域中正逐步取代传统表面处理清洗工艺。然而，目前仍缺乏对小型孔洞（直径范围在5mm~20cm）的激光专用清洗设备。机械零件中，各种各样的孔占了很大比例，孔的质量直接影响产品的使用和寿命，而机械零件中，孔的清洗尤其是小型孔洞和异型孔的清洗十分困难。因此，一些特殊的孔类零件一旦被锈蚀无法清洗只能更换，增加了制造成本且造成了资源的浪费，社会急需具有该功能的设备。

北京航天控制仪器研究所的高文焱等人发明了一种“激光清洗装置及方法”（201710105789.0），采用将平面反射镜固定于电机上靠电机旋转使激光束反射至管道内壁的方法来清洗管道内壁；武汉翔明激光科技有限公司的王春明等人发明了“一种用于管道内壁的激光清洗机构”（201810204119.9），通过电机座安装在调焦装置前端的旋转装置以及与旋转装置固定连接的反射镜片组来使脉冲激光光路的路径聚集在管道内壁的方法来清洗管道内壁。然而，这两种发明都只能用于管道的清洗，而且只能对特定尺寸的管道进行清洗，无法随意更换工况。本发明采用可调焦的锥形反射镜结构和激光环形扫描系统相结合来清洗不同尺寸的孔，解决了小型孔洞难以清洗的问题，降低了制造成本，减少了资源的浪费。

发明内容

本发明为了解决多种孔型的孔洞的清洗问题，提出了一种能够适用于多种孔径、孔型的孔洞激光清洗装置。本发明采用可伸缩的锥形反射镜结构和环形扫描系统相结合的设计，改变激光光束聚集位置，提高激光清洗效率，精确清洗孔的内壁的污垢，改善产品的表面质量。

一种能够适用多种孔径、孔型的孔洞激光清洗装置主要包括激光器，可偏转反射镜，场镜，可伸缩支架，高精度锥形反射镜，电机，夹具和升降机构。其中所述可偏转反射镜可以呈20°~70°角偏转，所述电机（包括电机一和电机二）连接在反射镜上，所述场镜位于反射镜下方，所述可伸缩支架连接场镜和锥形反射镜，使锥形反射镜位于场镜下方，所述夹具位于锥形反射镜下方并固定在升降机构上，用来固定待加工孔形工件。

进一步的，所述可偏转反射镜倾斜放置，可实现20°~70°范围内的俯仰偏转，反射镜的背面通过连接架连接电机（包括电机一和电机二），电机一和电机二分别控制可偏转反射镜的偏摆和俯仰，使激光器发射出的激光光束经过反射偏转在场镜上方形成一个环形扫描平行光束。

进一步的，所述场镜位于可偏转反射镜形成的环形扫描平行光束的下方，能将不同入射角的平行光会聚于同一平面上形成环形聚焦光束，使形成的环形聚焦光束照射于高精度锥形反射镜上。

进一步的，所述高精度锥形反射镜将通过场镜的环形聚焦光束反射至待加工孔形工件的内壁表面上，通过可伸缩支架的上下移动实现环形聚焦光束的上下扫描。

进一步的，所述可伸缩支架结构将激光环形扫描系统和高精度锥形反射镜连接起来，使锥形反射镜固定于场镜下方，且不影响光路的聚集及反射，改变可伸缩支架结构的长度，实现对不同孔径、孔型的待加工孔形工件内壁的扫描清洗。