金屬表面油污激光清洗設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬表面油污激光清洗設(shè)備，包括計算機、控制柜、激光器、振鏡系統(tǒng)、和可調(diào)節(jié)的工作臺；其中，所述激光器、振鏡系統(tǒng)均通過控制柜與計算機相連；所述激光器通過激光傳輸光纖將產(chǎn)生的激光光束傳入振鏡系統(tǒng)；所述振鏡系統(tǒng)包括：設(shè)置在振鏡系統(tǒng)內(nèi)部用于反射激光的反射鏡片、和設(shè)置在振鏡系統(tǒng)底部的聚焦透鏡；所述工作臺設(shè)置在振鏡系統(tǒng)的正下方。本發(fā)明提供的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，清洗效率高、運行成本低、節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】金屬表面油污激光清洗設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬表面油污激光清洗設(shè)備，屬于激光清洗【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有的金屬機械加工過程中，包括機加工、拋光、油封以及熱處理等，金屬表面往往容易沾上一層油類物質(zhì)。如果這些油污除不凈，不僅可能增加后續(xù)上漆或電鍍等工藝難度，甚至造成金屬零件質(zhì)量不合格等問題。
[0003]因此，金屬表面油污的清洗是加工過程中常見的一個問題。傳統(tǒng)的方法有:高溫化學(xué)去油污、有機溶劑去油污、電化學(xué)去油污。這些方法都涉及到用化學(xué)試劑來清洗，但是化學(xué)試劑通常用量比較大、調(diào)配工藝比較復(fù)雜，而且化學(xué)試劑容易導(dǎo)致環(huán)境的污染，清洗效率和清潔度也很有限；高溫化學(xué)去油污和電化學(xué)去油污方法耗時長耗能大，且容易造成金屬表面熱量累積，甚至導(dǎo)致改變金屬表面的力學(xué)性能等問題。
[0004]因此，如何尋找到更為適合金屬表面油污清洗的方法是一個亟待解決的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種金屬表面油污激光清洗設(shè)備及方法，解決機械加工過程中金屬表面大面積油污清洗問題，從而獲得呈均勻金屬本色的且不損傷基材表面的效果，達到理想的清洗質(zhì)量和清洗效率。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:包括計算機、控制柜、激光器、振鏡系統(tǒng)、和可調(diào)節(jié)的工作臺；其中，所述激光器、振鏡系統(tǒng)均通過控制柜與計算機相連；所述激光器通過激光傳輸光纖將產(chǎn)生的激光光束傳入振鏡系統(tǒng)；所述振鏡系統(tǒng)包括:設(shè)置在振鏡系統(tǒng)內(nèi)部用于反射激光的反射鏡片、和設(shè)置在振鏡系統(tǒng)底部的聚焦透鏡；所述工作臺設(shè)置在振鏡系統(tǒng)的正下方。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述工作臺側(cè)邊設(shè)置有用于調(diào)整被清洗件位置的X-Y移動旋鈕。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述振鏡系統(tǒng)上還設(shè)置有升降調(diào)節(jié)手輪，用于調(diào)整激光光束的離焦量。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:還包括水冷機，所述水冷機與通過進水管、出水管與激光器和振鏡系統(tǒng)相連，用于保證工作時溫度不超過安全值。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述計算機中設(shè)置有清洗軟件，激光器的激光功率的大小、清洗的速度、脈沖激光的頻率和脈沖寬度可通過清洗軟件界面設(shè)置參數(shù)。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，清洗效率高、運行成本低、節(jié)能環(huán)保；脈沖激光清洗的研究給目前金屬表面清洗的問題帶來了希望，該方法可以真正投入產(chǎn)業(yè)化高效率的金屬表面大面積油污清洗的生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域；與傳統(tǒng)的金屬表面油污清洗方法相比，該方法具有以下諸多的技術(shù)與經(jīng)濟的優(yōu)越性:
(I)清洗效率高:清洗效率一般能夠達到100_2/s，適合于大面積金屬表面清洗的任務(wù)，若批量清洗，其清洗效率體現(xiàn)得更為明顯。
[0012](2)清洗質(zhì)量高、效果均勻:金屬表面的油污通常非常薄但結(jié)合力大，而脈沖激光峰值功率非常高，可以達到很高的清洗力；同時，其峰值功率是瞬時產(chǎn)生的，不會造成二次氧化現(xiàn)象，而且清洗效果比較均勻一致。
[0013](3)基材幾乎不會被損傷:油污激光清除油污的主要原理是通過激光與油污的瞬間反應(yīng)作用，使油污燃燒或氣化，而此時的溫度對基材表面幾乎不會產(chǎn)生損傷作用，即使增加清洗次數(shù)，對基材的損傷作用也是非常有限的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明金屬表面油污激光清洗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明金屬表面油污激光清洗方法流程圖。
[0015]圖中，I計算機；2工作臺；3控制柜；4水冷機；5激光器；6激光傳輸光纖；7振鏡系統(tǒng)；8升降調(diào)節(jié)手輪；9反射鏡片；10激光光束；11聚焦透鏡；12被清洗件；13 X-Y移動旋鈕。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0017]如圖1所示，一種金屬表面油污激光清洗設(shè)備，包括計算機1、控制柜3、激光器5、振鏡系統(tǒng)7、和可調(diào)節(jié)的工作臺2 ;其中，所述激光器5、振鏡系統(tǒng)7均通過控制柜3與計算機I相連；所述激光器5通過激光傳輸光纖6將產(chǎn)生的激光光束10傳入振鏡系統(tǒng)7 ;所述振鏡系統(tǒng)7包括:設(shè)置在振鏡系統(tǒng)內(nèi)部用于反射激光的反射鏡片9、和設(shè)置在振鏡系統(tǒng)底部的聚焦透鏡11 ;所述工作臺2設(shè)置在振鏡系統(tǒng)7的正下方。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述工作臺2側(cè)邊設(shè)置有用于調(diào)整被清洗件位置的X-Y移動旋鈕13。
[0019]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述振鏡系統(tǒng)7上還設(shè)置有升降調(diào)節(jié)手輪8，用于調(diào)整激光光束的離焦量。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:還包括水冷機4，所述水冷機4與通過進水管、出水管與激光器5和振鏡系統(tǒng)7相連，用于保證工作時溫度不超過安全值。
[0021]作為優(yōu)選方案，所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述計算機I中設(shè)置有清洗軟件，激光器的激光功率的大小、清洗的速度、脈沖激光的頻率和脈沖寬度可通過清洗軟件界面設(shè)置參數(shù)。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明的工作過程如下:由計算機I通過控制柜3控制激光器5和振鏡系統(tǒng)7，光束從激光器發(fā)出通過激光傳送光纖傳輸進入振鏡系統(tǒng)7，最后作用于被清洗件12表面的污物。同時，水冷機4通過Φ10的進出水管對激光器5進行冷卻。
[0023]振鏡系統(tǒng)7整個裝置頭可以通過升降調(diào)節(jié)手輪8調(diào)節(jié)垂直方向的的高度，即可以調(diào)節(jié)光束的離焦量；工作臺2水平方向可以通過X-Y移動旋鈕13來調(diào)節(jié)，便于清洗前清洗區(qū)域的調(diào)整。
[0024]具體實施方法如下:
首先，確認清洗系統(tǒng)各個部分電源都正常通電。打開計算機I和水冷機4，待其水箱內(nèi)溫度達到設(shè)定的工作溫度(一般設(shè)置為20°C )，依次打開控制柜3和激光器5的電源開關(guān)，使整個清洗裝置處于待工作狀態(tài)；
然后，將被清洗件12平放置工作臺2表面正中位置，再打開計算機I中專用的清洗軟件。根據(jù)清洗件污物大小，在界面初步確定清洗區(qū)域的面積和位置參數(shù)。此時打開激光器5鑰匙開光和激光按鈕，打開紅光校正清洗區(qū)域是否正好覆蓋金屬表面污物上，如不符合要求則通過軟件界面清洗區(qū)域的尺寸和位置參數(shù)的修改來調(diào)整，再通過工作臺2上的X-Y移動旋鈕13來微調(diào)清洗區(qū)域的位置。
[0025]最后，需確定脈沖激光清洗的工藝參數(shù)。離焦量通過升降調(diào)節(jié)手輪8正反旋轉(zhuǎn)來調(diào)整:激光功率的大小、清洗的速度、脈沖激光的頻率和脈沖寬度可以直接通過軟件界面設(shè)置。確認清洗系統(tǒng)工作狀態(tài)正常的情況下，可以單擊“清洗按鈕”。此時控制柜3控制激光器5出光,激光通過傳輸光纖6進入振鏡系統(tǒng)7?？刂乒裢瑫r控制振鏡中驅(qū)動電機規(guī)律的運動，激光通過反射鏡片9和聚焦透鏡11規(guī)律地作用在被清洗件12上的表面。
[0026]脈沖激光一般通過規(guī)律地線掃而完成面掃，清洗處一個設(shè)定的清洗區(qū)域，線掃可以走“Z”字形路徑或“回”字形路徑，線間距一般為0.05mm,這些參數(shù)都可以通過專用的軟件界面來設(shè)置修改，實際清洗時應(yīng)根據(jù)工藝需求來調(diào)整。清洗工藝參數(shù)的設(shè)定可以直接通過專用的清洗軟件界面來操作；清洗整個過程的開始、暫停和結(jié)束也都可以通過該軟件完成。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:包括計算機、控制柜、激光器、振鏡系統(tǒng)、和可調(diào)節(jié)的工作臺；其中，所述激光器、振鏡系統(tǒng)均通過控制柜與計算機相連；所述激光器通過激光傳輸光纖將產(chǎn)生的激光光束傳入振鏡系統(tǒng)；所述振鏡系統(tǒng)包括:設(shè)置在振鏡系統(tǒng)內(nèi)部用于反射激光的反射鏡片、和設(shè)置在振鏡系統(tǒng)底部的聚焦透鏡；所述工作臺設(shè)置在振鏡系統(tǒng)的正下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述工作臺側(cè)邊設(shè)置有用于調(diào)整被清洗件位置的X-Y移動旋鈕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述振鏡系統(tǒng)上還設(shè)置有升降調(diào)節(jié)手輪，用于調(diào)整激光光束的離焦量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:還包括水冷機，所述水冷機與通過進水管、出水管與激光器和振鏡系統(tǒng)相連，用于保證工作時溫度不超過安全值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的金屬表面油污激光清洗設(shè)備，其特征在于:所述計算機中設(shè)置有清洗軟件，激光器的激光功率的大小、清洗的速度、脈沖激光的頻率和脈沖寬度可通過清洗軟件界面設(shè)置參數(shù)。
【文檔編號】B08B7/00GK104043617SQ201410210372
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】吳金津, 隋顯庭, 孟憲偉, 周成候, 王未 申請人:南京南車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責(zé)任公司