激光清扫装置的制作方法

本实用新型属于激光材料表面处理的技术领域，具体涉及到一种利用棱镜偏转光路来进行表面清扫的激光清扫装置。

背景技术：

激光表面清洗是指利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层，从而达到洁净的工艺过程。相对于传统的工业材料表面清洗来说，作为一种不需要化学药剂，无研磨，非接触可应用于各种材质且绿色环保的表面清洁方式，激光清洗技术将会得越来越广泛的应用。

目前市场上用于激光表面清洗的方法，通常采用扫描振镜系统对激光束进行均匀偏转扫描。此种方式作为振镜扫描系统的核心部件——电流计偏转电机，对其所要求的信号控制，包括工作环境，抗干扰能力都有一定的要求，且成本不低。同时振镜扫描系统本身具有一定的体积，难以对局部小空间的材料表面进行处理。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题本实用新型提供一种利用棱镜偏转光路的激光清扫装置，采用此装置对材料表面进行激光扫描清洗，结构简单可靠，清扫头可适应于多种恶劣环境，而且可显著降低整个装置的成本。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种激光清扫装置，包括激光器、运动往复机构、激光聚焦镜片、棱镜旋转机构、偏转棱镜，所述激光器发出的激光束依次经过激光聚焦镜片和偏转棱镜，所述激光聚焦镜片设置在沿光轴方向做直线运动的运动往复机构上，所述偏转棱镜设置在所述棱镜旋转机构上。

作为优选，所述运动往复机构为动态聚焦往复轴，所述激光聚焦镜片安装在动态聚焦往复轴上。

作为优选，所述棱镜旋转机构为偏转控制电机，所述偏转棱镜安装在偏转控制电机的旋转轴上。

作为优选，所述偏转棱镜的每个表面均镀有能够全反射激光波长的镀膜层。

作为优选，所述激光聚焦镜片与偏转镜片为同轴设置。

作为优选，所述运动往复机构与棱镜旋转机构均设置在激光聚焦镜片的同侧。

作为优选，所述激光束聚焦后的焦点始终保持在清扫材料的表面。

本方案与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型提供的这种棱镜偏转光路的激光清扫装置，结构简单可靠，清扫头能适应于各种工作环境要求且抗干扰能力极强，装置易于操作控制，同时还能极大的降低装置成本。

附图说明

图1为本实用新型激光清扫装置的结构示意图；

图2为本实用新型激光清扫装置棱镜旋转到一个角度时对激光束进行偏转的示意图；

图3为本实用新型激光清扫装置棱镜旋转到另一个角度时对激光束进行偏转的示意图。

图中所示：1、激光器，2、运动往复机构，3、激光聚焦镜片，4、棱镜旋转机构，5、偏转棱镜，6、偏转的激光束。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1至3所示，本实施例提供了一种激光清扫装置，它包括发射激光束的激光器1、沿光轴方向做直线运动的运动往复机构2、对激光束进行光束聚焦的激光聚焦镜片3、对偏转棱镜5进行旋转的棱镜旋转机构4、用来偏转激光束的偏转棱镜5，所述激光器1发出的激光束依次经过激光聚焦镜片3和偏转棱镜5，所述运动往复机2带动激光聚焦镜片3沿光轴方向做直线往复运动，所述棱镜旋转机构4带动偏转棱镜5进行旋转。本实施例中所述运动往复机构1为动态聚焦往复轴，所述激光聚焦镜片3安装在动态聚焦往复轴上，所述动态聚焦往复轴带动激光聚焦镜片3在激光光路中前后动态移动，此动态移动是沿光轴方向做往复运动。所述棱镜旋转机构4为偏转控制电机，所述偏转棱镜5安装在偏转控制电机的旋转轴上，控制电机旋转即可使三棱镜沿中轴旋转。

作为本实施例的优选结构，所述偏转棱镜5的每个表面均镀有能够全反射激光波长的镀膜层，可以全反射激光束改变激光的光路。

作为本实施例的优选结构，为了保证激光束聚焦焦点照射在被清扫材料上的有序性，所述激光聚焦镜片3与偏转镜片5为同轴设置。

作为本实施例的优选结构，所述运动往复机构2的运动速率与棱镜旋转机构4的旋转速率是同步的，且所述运动往复机构与棱镜旋转机构均设置在激光聚焦镜片的同侧，以保证被聚焦后的激光束，经过偏转棱镜5偏转后所得到的激光聚焦点所扫描的线段轨迹，能始终处于一个平面。

作为本实施例的优选结构，所述偏转棱镜5设置在激光聚焦镜片聚焦的焦点的前面，保证了激光束聚焦后的焦点始终保持在清扫材料的表面。

实施例1：

如图1所示，当激光器1输出激光束，经过激光聚焦镜片3进行聚焦，激光聚焦镜片3在动态聚焦往复轴带动下沿光轴方向做往复运动，被聚焦的激光束射到偏转棱镜5(本实施例中以六棱镜为例，其他的棱镜情况和此类似)的表面，所述控制电机旋转即可使三棱镜沿中轴旋转，使发射过来的激光束能到达棱镜的一个表面，经旋转角度反射后被动态偏转。当棱镜的此表面旋转偏离后，棱镜另一个表面会旋转接力，继续将激光束进行动态偏转。如此，通过对棱镜进行高速旋转后，偏转激光束在一定范围内，能被近似视为准连续扫描线段，偏转后的激光束照射到需要清扫的材料表面。

实施例2：

如图2所示，当激光器1输出激光束，经过激光聚焦镜片3进行聚焦，激光聚焦镜片3在动态聚焦往复轴带动下沿光轴方向做往复运动，当激光聚焦镜片1被动态聚焦往复轴带动至一端时，被聚焦后的激光束射到偏转棱镜5的表面，激光束经过偏转棱镜5的反射后照射到需要作用的材料表面，此时激光束聚焦后焦点位于清扫材料表面一端。

实施例3：

如图3所示，当激光器1输出激光束，经过激光聚焦镜片3进行聚焦，激光聚焦镜片3在动态聚焦往复轴带动下沿光轴方向做往复运动，当激光聚焦镜片1被动态聚焦往复轴带动至另一端时，被聚焦后的激光束射到偏转棱镜5的表面，激光束经过偏转棱镜5的反射后照射到需要作用的材料表面，此时激光束聚焦后焦点位于材料表面的另一端。当安装在棱镜旋转电机旋转轴上的偏转棱镜5进行旋转运动时，激光束也随之被旋转的偏转棱镜5表面反射偏转，同时激光聚焦镜片3被动态聚焦往复轴带动同步运动，使激光束聚焦后的焦点始终保持在材料表面，使激光束在需要清扫的表面会出现从一端到另一端，从而得到一条动态激光轨迹。

当偏转棱镜5不停旋转时，激光聚焦透镜3同步不停的往复运动，使激光束不断的被周期偏转，在材料表面就可得到不断重复的激光轨迹，将整个装置沿需要作用的材料表面均匀缓慢移动，即可实现激光对材料表面清扫的目的。

本实用新型提供的这种棱镜偏转光路的激光清扫装置，结构简单可靠，清扫头能适应于各种工作环境要求且抗干扰能力极强，装置易于操作控制，同时还能极大的降低装置成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。