网状激光清洗系统及方法与流程

本发明涉及激光清理领域，尤其涉及一种网状激光清洗系统及方法。

背景技术：

激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。激光清洗不但可以用来清洗有机的污染物，也可以用来清洗无机物，包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等。虽然激光清洗应用越来越多，但依然诟病于激光清洗效率问题，一直阻碍激光清洗设备更加广泛的应用。

为了解决激光清洗效率的问题，市面上开始出现了一个所谓的“回旋8字形”激光清洗方式，采用这种方式进行清洗时，能提高清洗效率，但是在清洗之后却会出现斑马纹，如图2所示，为了避免这种情况，就需要重复清洗，但是重复清洗就会对基材的损失加大，因此如何同时兼顾消除斑马纹和减小基材的损失是我们亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种网状激光清洗系统及方法，使得激光的运动轨迹成为一个网状结构，在任意方向上都具有多点扫描，使得对基材的清洗更加均匀，基材表面更加光滑平整；同时由于减少在短时间内在一小块区域重复加热，使得最高温度减小，从而使基材损伤减少。

为实现上述目的，本发明提供一种网状激光清洗系统，包括：光源单元、第一反射镜、第二放射镜、第一驱动单元、第二驱动单元和聚焦镜，所述光源单元产生激光束后通过第一反射镜和第二反射镜，再通过所述聚焦镜进行聚焦，使得激光束作用于金属清洗面，所述第一驱动单元和第二驱动单元带动第一反射镜和第二反射镜进行运动，使得激光束在一定的范围内，按照特定的网状清洗轨迹运动，实现对金属表面的清洗。

作为优选，所述第一驱动单元和第二驱动单元采用电机进行驱动。

作为优选，所述光源采用脉冲激光器，所述脉冲激光器的重复频率为200-300khz，波长范围在160-1200nm。

作为优选，所述第一反射镜和第二反射镜进行往复运动，第一反射镜的摆动幅度为a，第二反射镜的运动摆动幅度为b，第一反射镜的摆动幅度大于第二反射镜。

作为优选，该系统应用于手持式激光清洗，或者固定式激光清洗。

本发明还公开了一种网状激光清洗方法，所述激光清洗方法包括以下步骤：

s1:从起点开始，第一驱动单元驱动第一反射镜按照摆动幅度a运动，第二驱动单元驱动第二反射镜按照幅度b进行摆动运动，则聚焦后的激光束在清洗表面形成曲线轨迹；

s2、当第一反射镜运动距离达到设定值时，第一驱动单元驱动第一反射镜反方向运动；第二驱动单元驱动第二放射镜按照幅度b进行摆动运动，聚焦后的激光束在清洗表面形成回程曲线轨迹；

s3、当第一反射镜完成一个周期360度的运动时，此时第二反射镜所处的相位为y1;

s4、以该点作为第二次运动的起点，重复s1和s2的运动；当第一反射镜完成一个周期360度的运动时，此时第二反射镜所处的相位为y1+y1；

s5、如此循环，当y1乘n次等于360度的整倍数时，此刻完成一个绘图周期，x和y的相位跟开始起点时的相位一致；获得了一个闭合的网状扫描图形轨迹。

作为优选，仅当y1*n-360*m=0（m和n均取整数）时，整个扫描运动完成一个完整的周期，n越大，网状轨迹的网格越密小。

作为优选，在步骤s1中，所述第一反射镜和第二反射镜进行往复运动，第一反射镜的摆动幅度为a，第二反射镜的运动摆动幅度为b，第一反射镜的摆动幅度小于第二反射镜。

本发明的有益效果是：本发明通过利用第一反射镜以及第二反射镜的不同摆动幅度进行百度，使得聚焦后的激光束在一定范围内，按照设定的网状结构轨迹进行运动，对基材表面实施清洗，网状结构使得任意方向上都具有多点扫描，使得对基材的清洗更加均匀，基材表面更加光滑平整；同时由于减少在短时间内在一小块区域重复加热，使得最高温度减小，从而使基材损伤减少。

附图说明

图1为本申请的结构设置图；

图2现有技术的处理效果图；

图3为本申请处理效果图；

图4为本申请的处理状态图；

图5为本申请的激光轨迹图。

主要元件符号说明如下：

1、光源单位2、第一反射镜

3、第一驱动单元4、第二反射镜

5、第二驱动单元6、聚焦镜

7、激光束。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1和图3，本发明的一种网状激光清洗系统，包括：光源单元1、第一反射镜2、第二放射镜4、第一驱动单元3、第二驱动单元5和聚焦镜6，光源单元1产生激光束后通过第一反射镜2和第二反射镜4，再通过聚焦镜6进行聚焦，使得激光束7作用于金属清洗面，第一驱动单元3和第二驱动单元5带动第一反射镜2和第二反射镜4进行运动，使得激光束7在一定的范围内，按照特定的网状清洗轨迹运动，实现对金属表面的清洗。在本实施例中，使用电机驱动第一驱动单元和第二驱动单元进行工作，第一反射镜和第二反射镜进行往复运动，第一反射镜的摆动幅度为a，第二反射镜的运动摆动幅度为b，第一反射镜的摆动幅度大于第二反射镜，两个反光镜都采用摆动幅度进行运动，从而使得运动轨迹为弧线；同时由于两个反光镜的运动幅度不一致，第一反光镜的摆动幅度更小，两个反光镜的运动周期是不同的，因此相同的时间内的位移是完全不同的。

在实际运用中，光源采用脉冲激光器，脉冲激光器的重复频率为200-300khz，波长范围在160-1200nm；该系统应用于手持式激光清洗，或者固定式激光清洗。

请参阅图4和图5，本发明还公开了一种网状激光清洗方法,激光清洗方法包括以下步骤：

s1:从起点开始，第一驱动单元驱动第一反射镜按照摆动幅度a运动，第二驱动单元驱动第二反射镜按照幅度b进行摆动运动，则聚焦后的激光束在清洗表面形成曲线轨迹；

s2、当第一反射镜运动距离达到设定值时，第一驱动单元驱动第一反射镜反方向运动；第二驱动单元驱动第二放射镜按照幅度b进行摆动运动，聚焦后的激光束在清洗表面形成回程曲线轨迹；

s3、当第一反射镜完成一个周期360度的运动时，此时第二反射镜所处的相位为y1;

s4、以该点作为第二次运动的起点，重复s1和s2的运动；当第一反射镜完成一个周期360度的运动时，此时第二反射镜所处的相位为y1+y1；

s5、如此循环，当y1乘n次等于360度的整倍数时，此刻完成一个绘图周期，x和y的相位跟开始起点时的相位一致；获得了一个闭合的网状扫描图形轨迹。

在本步骤中，仅当y1*n-360*m=0（m和n均取整数）时，整个扫描运动完成一个完整的周期，n越大，网状轨迹的网格越密小，在步骤s1中，所述第一反射镜和第二反射镜进行往复运动，第一反射镜的摆动幅度为a，第二反射镜的运动摆动幅度为b，第一反射镜的摆动幅度小于第二反射镜。在具体实施例中，第一反射镜的摆动速度为1500个时间单位，第二反射镜的摆动速度为1000个时间单位，当第一反射镜从左到右运动到设定值后，轨迹运动为a，此时进行反向运动，轨迹为b，当第一反射镜回到初始运动点时，此时第二反射镜的运动为1500-1000=500,500/1000*360度=180度，即此时的激光的定位点位于初始运动点的下方，角度为180度；再经过一次运动时，轨迹分别为c和d，而角度为180+180=360度，而正好为第一反射镜运动的周期，此时与第一反射镜的运动周期重合，从而回到了原点；形成一个完整的运动周期，该运动周期所形成的轨迹即为网状轨迹。若应用在固定式激光器上时，还可以在第二反射镜上设置一个细小变量，从而可不移动基材而实现自动换位，对基材表面进行清洗。

本发明的优势在于：

1）由于减少在短时间内在一小块区域重复加热，使得最高温度减小，从而使基材损伤减少；

2）激光点打在待清洗物上时造成的温升加大，使得颗粒物膨胀造成的爆炸冲击力更强，使得清洗效果更好；

3）任意方向都有多点扫描，使得清洗更均匀化，使得清洗物更加光滑平整。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。