[发明专利]一种大功率高速扫描的激光清洗系统

说明书

本发明涉及激光设备技术领域，具体涉及一种大功率高速扫描的激光清洗系统。光纤头发出的激光光束经由准直单元整形成平行光束；手动凸轮机构调节两个平凸透镜之间的距离，变换平行光束的大小；平行光束继续传输至多棱镜，多棱镜将平行光束反射；反射后的平行光束继续通过聚焦镜、窗口镜进行聚焦，形成满足清洗要求的光斑。伺服电机装置用来调节多棱镜的旋转速度，使经过多棱镜反射的激光以一定规律进行高速摆动，最终形成往复摆动的线状光斑。气路保护装置用于保护窗口镜片不受污染。本发明能提供大功率、高扫描速度、光斑无级调节的激光清洗系统，实现不同清洗对象的高效率清洗。

技术领域：

本发明属于激光清洗设备技术领域，涉及一种大功率高速扫描的激光清洗系统。

背景技术：

激光清洗技术采用短脉冲激光束照射工件表面，使其表面的附着物或涂层等发生瞬间蒸发或剥离等物理化学变化过程，从而达到洁净化的工艺过程。与机械式、化学式清洗方法相比，激光清洗技术具有清洗效果佳、精度高、非接触等优势，在工业制造、生产和维修的领域具有广泛的应用。

应用激光清洗的范围虽然越来越广泛，但也存在着清洗效率较低的缺点。提高激光清洗效率的方法主要是增大平均功率或增加激光光源的方式，但是在现有技术中，大功率的激光清洗系统存在光斑扫描速度慢的问题，且光斑尺寸不可调。

发明内容：

发明目的：

本发明提出了一种大功率高速扫描的激光清洗系统，其目的在于解决大功率激光清洗时，光斑扫描速度慢，光斑尺寸不可调，清洗效率低的问题。

技术方案：

一种大功率高速扫描的激光清洗系统，其特征在于：包括光纤头、结构件、第一平凸透镜、手动凸轮机构、第二平凸透镜、多棱镜、伺服电机、聚焦镜、窗口镜、红光点光源、检测传感器、气路保护装置；

其中光纤头安装在结构件底部，第一平凸透镜固定于结构件下端内壁上，第二平凸透镜安装在结构件中部内壁上，第二平凸透镜与结构件内壁滑动连接；手动凸轮机构滑动连接于结构件中部外壁上；

多棱镜与伺服电机同轴式连接，伺服电机与结构件上端固定连接；红光点光源固定于结构件上端的内部，检测传感器固定于结构件上端的内部；

聚焦镜固定于结构件上端侧方；窗口镜固定在结构件出光口处；气路保护装置安装在窗口镜外侧，气路保护装置与结构件相连。

所述结构件下端的内部安装有准直单元；所述准直单元上端与第一平凸透镜连接，下端与光纤头连接。

所述第二平凸透镜通过销轴与手动凸轮机构内滑槽滑动连接；第二平凸透镜的移动方式包括：凸轮机构、气缸、伺服电机、齿轮齿条、丝杠。

所述聚焦镜轴线与所述第一平凸透镜、第二平凸透镜轴线成90度；所述多棱镜轴线与聚焦镜轴线成90度。

所述多棱镜为正多边棱镜；多棱镜旋转转速为7200r/min，所对应的高速扫描的速度为0～200m/s；多棱镜的扫描角度为-13°～+13°。

所述伺服电机包括：伺服电机、DD马达的形式。

气路保护装置上设置有气路接头；调节旋钮设置在结构件上端后方，所述调节旋钮数量至少为两个。

工作原理：光纤头发出的激光光束经由准直单元整形成平行光束。平行光束通过第一平凸透镜进行聚焦后在焦点后扩散，继续通过第二平凸透镜进行光斑大小变换，光束继续传输至多棱镜，光束经过多棱镜反射后继续传输，光束通过聚焦镜和窗口镜，将光束进行聚焦，形成满足清洗的光斑大小。

第一平凸透镜固定；通过手动凸轮机构控制第二平凸透镜上下移动，以调整第一平凸透镜和第二平凸透镜的相互位置，实现清洗焦点光斑大小的变化；