[发明专利]智能激光清洗工作头

说明书

智能激光清洗工作头，涉及一种清洗工作头。本发明解决了现有激光清洗装置对清洗激光实际输出功率及光斑尺寸不能实时调控的问题。本发明的分光镜模块按固定分光比将准直光束分为反射主光束和透射采样光束，反射主光束进入扫描振镜模块与F‑θ场镜模块聚焦在清洗工件上，透射采样光束进入激光功率监控模块。激光功率监控模块实时监测分光镜透射采样光束功率，控制器模块处理激光功率监控模块采集的功率信息结合分光镜分光比得到聚焦在清洗工件上的清洗激光功率。高度监控模块实时测量F‑θ场镜模块与清洗工件之间距离，控制器模块通过聚焦激光束的光学特性计算得到清洗工件上清洗激光的光斑尺寸大小。本发明用于激光清洗。

技术领域

本发明涉及一种清洗工作头，具体涉及智能激光清洗工作头，属于激光清洗技术领域。

背景技术

激光清洗作为近几年兴起的一种“绿色”清洗技术，该技术采用高功率密度的激光束作为清洗工具，作用在清洗工件表面的清洗对象上，迅速产生极高的温度和冲击力作用，实现清洗对象的瞬间气化及与清洗工件基材表面快速剥离。由于激光清洗技术具有无机械接触、清洗效率高、无二次污染、运行成本低等优点，已经得到了广泛的应用。

常规的激光清洗装置，注重激光清洗技术的操作便利性和清洗效率，在清洗过程中通常采用固定的工艺参数，不能随清洗工件轮廓特征进行调整，作用在清洗工件表面的凹凸结构及曲面部分的清洗激光能量密度不均匀，改变了清洗工件表面的激光清洗工艺参数，导致激光清洗过程中清洗效果稳定性与一致性较差。尤其采用常规激光清洗装置对清洗工件进行精密激光清洗时，针对清洗工件表面的形貌特征不能对清洗激光功率、光斑尺寸等工艺参数进行精确调控，不能在激光清洗过程中保持稳定的激光功率密度和激光清洗工艺参数，难以得到高一致性的精密激光清洗效果，从而限制了激光清洗在精密清洗领域的应用与推广。

发明内容

本发明为了解决现有激光清洗装置无法对输出激光功率及聚焦光斑尺寸不能实时调控，难以得到稳定的精密激光清洗效果的问题。进而提供了智能激光清洗工作头。

本发明的技术方案是一种智能激光清洗工作头，它包括激光准直模块、分束镜模块、激光功率监控模块、F-θ场镜模块、扫描振镜模块、高度监控模块、控制器模块和抽气除尘模块，激光准直模块竖直安装，且激光准直模块上端与外部光纤激光发生器通过标准接口连接，激光准直模块下端与分束镜模块入射通光接口之间采用机械方式连接，激光功率监控模块安装在分束镜模块正下方，抽气除尘模块安装在激光功率监控模块的下端，激光功率监控模块通过通讯线缆与控制器模块进行通讯连接，分束镜模块透射通光接口与激光功率监控模块之间采用机械方式连接，分束镜模块的反射通光接口与扫描振镜模块的入射通光接口之间采用机械方式连接，扫描振镜模块通过通讯线缆与控制器模块进行通讯连接，扫描振镜模块的输出通光接口与F-θ场镜模块的入射通光接口通过机械方式连接，高度监控模块与扫描振镜模块通过机械方式连接，高度监控模块通过通讯线缆与控制器模块进行通讯连接。

进一步地，激光准直模块包括激光准直模块机械壳体和激光准直模块光学组件，激光准直模块机械壳体竖直安装，激光准直模块光学组件水平安装在激光准直模块机械壳体内。

进一步地，分束镜模块包括分束镜和分束镜模块安装框，分束镜倾斜安装在分束镜模块安装框内，分束镜模块安装框靠近扫描振镜模块一侧有分束镜模块入射通光接口和分束镜模块反射通光接口，分束镜模块安装框的下端有分束镜模块透射通光接口。

进一步地，激光功率监控模块包括激光功率监控模块安装框和激光功率探测传感器，激光功率探测传感器安装在激光功率监控模块安装框上，激光功率监控模块安装框上开设水冷通道。

进一步地，扫描振镜模块包括扫描振镜模块壳体、两个振镜电机和两片反射镜，每个振镜与一片反射镜连接后安装在扫描振镜模块壳体内，两个反射镜的旋转轴相互垂直安装，扫描振镜模块壳体侧面有入射通光接口。

本发明与现有技术相比具有以下改进效果：