一種超高功率的激光退鍍設備的制作方法

本實用新型屬于激光表面處理領域，特別涉及一種超高功率的激光退鍍設備。

背景技術：

在金屬加工過程中，為了滿足金屬在特定條件下的服役，常常會在金屬表面電鍍一層金屬鍍層，例如鍍鉻、鍍鋅等。在電鍍過程中往往會產生不合格的鍍層，對于這些工件一般需要將不合格的鍍層退除并重新進行鍍層處理。傳統的退鍍方法是將退鍍工作浸泡在電解液中通過電化學溶解的方法進行鍍層的去除，這種方法不但效率低，而且使用的電解液往往會腐蝕金屬基體。另外，該方法使用的電解液通常以高濃度酸為主要成分。由于高濃度酸具有強氧化性，退鍍時，酸會與金屬反應產在大量煙霧，這些煙霧不量會污染環境而且對操作人員的健康會造成嚴重傷害。因此，亟待開發一種新型的電鍍層退除技術來替代傳統方法。

技術實現要素：

針對背景技術中的問題，本實用新型提供了一種能避免化學和電化學退鍍所帶來的環境污染問題，同時工作效率更高，可大幅度提高電鍍層退鍍效率的超高功率的激光退鍍設備。

本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型提供了一種超高功率的激光退鍍設備，包括激光器、工業機器人、退鍍機床、控制臺及冷卻水機組；

所述工業機器人夾持住激光器，激光器在工業機器人上空間移動；所述退鍍機床夾持待退鍍工件并帶動待退鍍工件做二維或三維運動；所述控制臺分別與激光器、工業機器人和退鍍機床連接用于控制激光器、工業機器人和退鍍機床工作。

所述冷卻水機組用于退鍍過程中超高功率激光器的冷卻。述激光器內設置冷卻水通道；冷卻水機組包括冷卻水進水管、冷卻水出水管、過濾器以及冷卻水儲箱；

冷卻水出水管的出水端與冷卻水通道進水端連通；冷卻水出水管的進水端與過濾器的出水端連通；過濾器的進水端與冷卻水儲箱連通；冷卻水進水管的進水端與冷卻水通道出水端相連通；冷卻水進水管的出水端與冷卻水儲箱連通。

上述激光器由光纖脈沖激光器作為激光光源，且光纖脈沖激光器的平均功率大于1000W，脈沖寬度小于200ns，峰值功率密度大于6370MW/cm²。

本實用新型的優點在于：

1、本實用新型提供了一種清潔環保的新型退鍍設備及退鍍方法；該設備解決了目前工業中電化學或化學退鍍帶來的環境污染問題，并且超高功率的激光器峰值功率密度大于6370MW/cm²，極大的提升了激光退鍍的效率，節約了生產成本，為電鍍行業建立環保、高效的清潔生產提供了技術支持。

2、本實用新型采用冷卻水機組，確保了超高功率的激光器在工作過程中的穩定性，保證了退鍍工作的正常進行。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為冷卻水機組的結構示意圖。

1-激光器、2-工業機器人、3-退鍍機床、4-控制臺、5-冷卻水機組、6-冷卻水儲箱、7-過濾器、8-冷卻水出水管、9-冷卻水進水管。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的闡述；圖1是根據本實用新型的實施例一種超高功率的激光退鍍設備的示意圖。

如圖1所示，該設備包括激光器1、工業機器人2、退鍍機床3、控制臺4和冷卻水機組5；

激光器1由功率大于1000W的光纖脈沖激光器作為激光光源對電鍍層時行退鍍處理，其脈沖寬度小于200ns，具體采用100-150ns，峰值功率密度可達6370MW/cm²以上；工業機器人2用來夾持激光器1，實現激光器的空間移動；退鍍機床3主要用來夾持待退鍍工件并實現工件的二維或三維運動；控制臺4可實現工業機器人2和退鍍機床3的自動控制；冷卻水機組5用于退鍍過程中超高功率激光器的冷卻。

本實施例中工業機器人為6軸機械手臂，最大活動半徑為2146mm。

本實施例中退鍍機床由旋轉卡盤、中心架、平面運動機構組成；旋轉卡盤和中心架用于安裝夾持軸類工件，平面運動機構用于安裝夾持板類或其它非軸類工件。

還需要說明的是，對功率高的激光器來說，激光器內部都設置有冷卻水通道；

如圖2所示，冷卻水機組5包括冷卻水進水管9、冷卻水出水管8、過濾器7以及冷卻水儲箱6；

冷卻水出水管8的出水端與冷卻水通道進水端連通；冷卻水出水管8的進水端與過濾器7的出水端連通；過濾器7的進水端與冷卻水儲箱6連通；冷卻水進水管9的進水端與冷卻水通道出水端相連通；冷卻水進水管9的出水端與冷卻水儲箱6連通。

激光退鍍的基本原理是；超高功率的脈沖激光器發出的激光能量作用在工件表面時，激光與鍍層主要產生汽化效應，高能量的脈沖激光將金屬鍍層快速汽化去除從而實現退鍍的目的；激光光斑不能覆蓋退鍍的整個區域時，需要采用光斑搭接的方式來實現整個區域面積的退鍍。

通過該設備結構的描述，現對該設備的退鍍方法進行描述，具體步驟如下：

1)將待退鍍工件安裝在退鍍機床上，激光器安裝在工業機器人上；

2)確定光斑搭接方式

根據待退鍍工件的退鍍區域形狀選擇適合的光斑搭接方式對工件進行退鍍處理；

A：待退鍍工件的退鍍區域為平面時，則控制臺控制工業機器人帶動激光器做平面移動，退鍍機床不動或控制臺控制退鍍機床帶動待退鍍工件做平面移動，工業機器人不動的方式進行光斑搭接；

B：待退鍍工件的退鍍區域為斜面或槽面，則控制臺控制工業機器人帶動激光器傾斜，對退鍍區域進行光斑搭接；

C：待退鍍工件的退鍍區域為曲面，則控制臺同時控制工業機器人和退鍍機床帶動激光器和待退鍍工件同時移動，對退鍍區域進行光斑搭接；

3)退鍍處理；

激光器的脈沖激光作用在待退鍍工件的表面，激光與鍍層產生汽化效應，脈沖激光將待退鍍工件表面的鍍層汽化去除。

另外還需要說明的是：上述步驟3)退鍍處理中冷卻水機組通過水循環對激光器進行冷卻處理，確保激光器處在正常工作溫度。