一種激光清洗設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于激光應用的技術領域，具體涉及一種激光清洗設備，特別是一種曲面或大幅面的激光清洗設備。
【背景技術】
[0002]傳統清洗工業設備有各種各樣的清洗方式，多是利用化學藥劑和機械方法進行清洗。在我國環境保護法規要求越來越嚴格、人們環保和安全意識日益增強的今天，工業生產清洗中可以使用的化學藥品種類將變得越來越少。如何尋找更清潔，且不具損傷性的清洗方式是我們不得不考慮的問題。而激光清洗具有無研磨、非接觸、低熱效應和適用于各種材質的物體等清洗特點，被認為是最可靠、最有效的解決辦法。在清洗過程中尤其對表面粘有亞微米級的污染顆粒時，這些顆粒往往粘得很緊，常規的清洗辦法不能夠將它去除，而用本激光輻射工件表面進行清洗則非常有效。由于激光對工件是無接觸清洗，對精密工件或其精細部位清洗十分安全，且清洗精度高被廣泛接受。
[0003]現有的激光清洗機大多采用約ιμπι激光波長，例如德國的SLCR公司就采用Ιμπι波長。由于金屬對Iym波長激光吸收率相當高，所以灰塵、油污等物質被清洗掉，金屬表面也會被傷及。在清洗世界2006,22(4):27-32激光清洗設備介紹中就提到采用10.6μπι波長清洗，但是該技術方案采用的是平臺上加載物體的方式，由于平臺載荷大，當清洗高精度微小物體時會造成清洗效率低、精度不夠高等缺點。
【發明內容】
[0004]為克服現有技術的不足，本發明提出一種環保清潔、高精度、低熱效應且不具損傷性的清洗裝置。
[0005]本發明激光清洗設備的技術方案為:
一種激光清洗設備，包括激光發生系統，光束整形系統，控制系統，所述激光發生系統發生激光束，所述光束整形系統設置于激光束光路上，還包括檢測系統、3D掃描振鏡和聚焦系統。所述激光束，由所述激光發生系統發出，依次通過所述光束整形系統、3D掃描振鏡和聚焦系統直至待清洗工件;所述控制系統通過控制所述激光發生系統，檢測系統和3D掃描振鏡，實時動態調整激光束焦點位置并完成清洗工作。
[0006]進一步地，還包括XY工作平臺，所述控制系統控制所述XY工作平臺工作，所述激光發生系統、光束整形系統、3D掃描振鏡安裝于所述XY工作平臺上。
[0007]進一步地，所述光束整形系統還包括反射偏振單元，所述反射偏振單元包括平行放置的正交偏振鏡片或平行放置的偏振鏡片和反射鏡片。
[0008]更進一步地，所述平行放置的正交偏振鏡片為2片或所述平行放置的偏振鏡片和反射鏡片各位I片。
[0009]進一步地，所述聚焦系統包括變焦鏡組。
[0010]更進一步地，所述變焦鏡組為變焦透鏡。
[0011]更進一步地，所述變焦鏡組為移動鏡組，所述移動鏡組與電機相連，所述電機安裝于支架上，并由所述控制系統中控制運動。
[0012]進一步地，所述檢測系統為激光測距模塊，所述激光測距模塊發出測距光束，所述測距光束與所述激光發生系統發出的激光束同軸。
[0013]更進一步地，所述激光測距模塊包括合束鏡，所述合束鏡鏡片兩面鍍對所述激光束增透膜，在合束鏡鏡片反射一面鍍所述測距光束的反射膜。
[0014]進一步地，所述檢測系統為CCD可視模塊，所述CCD可視模塊與所述激光發生系統發出的激光束同軸設置或旁軸設置。
[0015]本發明第二個技術方案為:
一種大幅面激光清洗方法，包括以下幾個步驟:
1、將待清洗工件圖紙導入所述控制系統；
2、所述控制系統根據待清洗工件圖紙及所述XY工作平臺工作范圍自動分割成多個清洗部分；
3、控制系統控制所述XY工作平臺、所述激光發生系統，檢測系統和3D掃描振鏡，分區域進行清洗，直至清洗工作完成。
[0016]本發明第三個技術方案為:
一種便攜式激光清洗設備，包括激光發生系統、光束整形系統、控制系統、檢測系統、3D掃描振鏡和聚焦系統;所述激光發生系統發生激光束，所述光束整形系統設置于激光束光路上，所述聚焦系統為變焦透鏡并設置于所述3D掃描振鏡末端;所述激光束，由所述激光發生系統發出，依次通過所述光束整形系統、3D掃描振鏡和變焦透鏡直至待清洗工件;所述控制系統通過控制所述激光發生系統、檢測系統和3D掃描振鏡，實時動態調整激光束焦點位置并完成清洗工作。
[0017]本發明技術方案具有以下優點:
本發明采用了3D掃描振鏡系統，可以曲面物體或平面物體的高精度清洗，精度達到微米量級;采用XY工作平臺系統，也可以實現大幅面清洗作業。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明激光清洗設備的設計示意圖；
圖2a為本發明激光清洗設備的結構示意圖；
圖2b為圖2a激光清洗設備A方向結構視圖；
圖3為本發明激光清洗設備的光學部件結構示意圖；
圖4為本發明激光清洗設備的CCD可視模塊與激光束同軸設置結構示意圖；
圖5為本發明激光清洗設備的CCD可視模塊與激光束旁軸設置結構示意圖；
圖6為作為示例的待清洗的異形物體形狀示意圖；
其中:
1、激光發生系統;2、光束整形系統;3、檢測系統;4、控制系統;5、3D掃描振鏡;6、聚焦系統;7、工件;8、XY工作平臺；9、反射偏振單元;1、機械支撐架；11、CCD可視模塊;12、固定架；
13、同軸光學系統；14、CCD可視模塊固定架;15、45°反射鏡。
【具體實施方式】
[0019]激光清洗機的原理，利用聚焦在污染物表面的高能激光將污染物燒蝕氣化，而不傷到工件本體。如膠水、灰塵、油脂以及其他非金屬材料對激光吸收率較高，而工件本體對激光吸收較小，或者工件本體吸收激光但是本體相對于污染物較大，散熱較快，不傷及工件本體，而污染物被氣化。本發明提出利用高能激光器(既可以約Ιμπι，也可以是10.6μπι，更可以其他波長的激光器)進行清洗的裝置。另外，可根據污染物及工件材料的不同更換不同波長激光器。金屬、一些塑料如PT、PC、PE等及紙張類物體可以用10.6μπι波長激光器，而有些物體可以用lym波長激光清洗，還有些特殊物質可以用其他波長激光器。
[0020]下面結合附圖，通過實施例對本發明技術方案做進一步說明。
[0021]如圖1、圖2a和圖2b所示，一種激光清洗設備，包括激光發生系統1、光束整形系統
2、檢測系統3、控制系統4、3D掃描振鏡5和聚焦系統6。
[0022]當清洗工件面積大于300mmX 300mm，可以增加XY工作平臺8，此實施例中所述XY工作平臺8采用龍門式工作臺。所述3D掃描振鏡5設置于在所述龍門式工作臺上工作，增大清洗面積。
[0023]如圖3所示，所述激光發生系統I發生激光束，所述激光束依次通過所述光束整形系統2、檢測系統3、3D掃描振鏡5和聚焦系統6直至待清洗工件7。所述控制系統4通過控制所述激光發生系統I，檢測系統3和3D掃描振鏡5，實時調整激光束焦點位置并完成清洗工作。
[0024]所述光束整形系統2對激光光束進行整形。所述光束整形系統2還包括正交偏振單元9，正交偏振單元9包括平行放置的2片偏振鏡片，防止工件反射的激光對光學器件造成損傷。
[0025]作為一種實施方式，所述檢測系統3可以選擇激光測距模塊，用于檢測當前激光束焦點是否精確定位在被照射的工件表面，且誤差不超過光學聚焦系統的焦深大小。所述激光測距模塊發出測距光束，測距光束與所述激光發生系統I發出的激光束同軸，可直接測量當前激光束照射的工件表面與所述聚焦系統6的距離，從而判斷是否處于焦點位置;若否，則調整激光束焦點位置使其精確定位于工件表面。所述激光測距模塊還包括合束鏡，所述合束鏡鏡片兩面鍍對所述激光束增透膜，在合束鏡鏡片反射一面鍍所述測距光束的反射膜。