一种激光清洗设备的制作方法

本发明涉及激光清洗技术领域，尤其涉及一种激光清洗设备。

背景技术：

激光清洗法通过将激光束聚焦后照射在待清洗物上，聚焦后的激光束能够让附着在待清洗物表面上的污染物、涂层和氧化物等附着表层发生振动、融化蒸发或者燃烧，使得附着表层从待清洗物表面脱离，达到清洗待清洗物的目的，相比于传统的机械打磨法或者化学溶剂法，激光清洗法具有污染小、效率高、节省资源等优点。

然而现有的激光清洗设备都是电源与激光控制一体式结构，体积大，结构复杂，灵活性差，不能满足狭小空间内的固定待清洗表面的激光清洗需求，使用不方便，清洗精度及效果不能达到理想状态，通用性差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、高精度高效、通用性强的激光清洗设备，以满足狭小空间内的固定待清洗表面的激光清洗需求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种激光清洗设备，包括电源箱、激光控制箱和激光清洗头，所述电源箱与所述激光控制箱电连接，所述激光控制箱与所述激光清洗头电连接，所述激光控制箱还通过光纤与所述激光清洗头光路连接。

本发明的有益效果是：本发明的电源箱用于提供待清洗部件进行激光清洗作业所需电源，激光控制箱用于根据待清洗部件确定激光清洗作业对应的清洗任务，并根据清洗任务控制激光清洗作业，激光清洗头用于执行激光清洗作业，因此激光控制箱通过电源箱供电，而激光清洗头通过激光控制箱供电；由于不同的待清洗部件，其激光清洗作业对应的清洗任务也不同，因此通过激光控制箱确定清洗任务后并通过激光控制箱与激光清洗头的光路连接，以便激光清洗头按照激光控制箱的控制产生相应的激光进行激光清洗作业，从而实现狭小空间内的固定待清洗表面的激光清洗，清洗效率和效果大大优于传统清洗方式；通过电源箱、激光控制箱和激光清洗头的分体结构，电源箱作为供电机构，激光控制箱作为控制机构，激光清洗头作为执行机构，以便实现激光清洗头体积足够小、重量足够小，相比传统的电源与控制一体式结构清洗设备，更能满足狭小空间内的固定待清洗表面的激光清洗需求，且结构简单、操作方便；用户只需手持该激光清洗头就可实现不同角度和位置的自动激光清洗，通用性强。

其中，根据待清洗部件确定清洗任务，可预先通过不同的待清洗部件设置不同的型号，再通过该型号设置一一对应的清洗任务，并预先存储在主机服务器中，再将一一对应的型号和清洗任务设置在激光控制箱中，当针对具体的待清洗部件时，确定对应的型号即可确定与该型号对应的清洗任务；通过上述根据待清洗部件确定清洗任务，可用满足多种类型的激光清洗，可扩展性强，通用性强，适用范围广泛。本发明只针对电源箱、激光控制箱和激光清洗头进行结构改进，以实现对待清洗部件进行针对性地激光清洗，并不涉及计算机程序的改进。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述电源箱内部设有直流电源，所述电源箱表面设有用于控制所述直流电源开通与断开的第一人机面板，且所述直流电源分别与所述激光控制箱和所述第一人机面板电连接。

上述进一步方案的有益效果是：由电源箱内部的直流电源对激光控制箱进行供电，并通过第一人机面板实现直流电源的开通与断开，在实际激光清洗作业中，用户通过电缆将电源箱与激光控制箱连接，并通过第一人机面板对直流电源的操作后，只需将激光控制箱和激光清洗头带到作业现场，对待清洗部件进行激光清洗，可大大减小激光清洗设备整体的体积和重量，操作灵活方便；其中，第一人机面板可采用按键或旋钮形式，也可以采用触摸屏形式，且具体功能的设置可根据实际情况设置。

进一步：所述第一人机面板上设有电源总开关、启动按钮、停止按钮和第一急停按钮，所述电源总开关、所述启动按钮、所述停止按钮和所述第一急停按钮均与所述直流电源电连接。

上述进一步方案的有益效果是：当开启电源总开关后，直流电源接入外部电源，当操作启动按钮后，整个激光清洗设备处于通电状态，当操作停止按钮时，整个激光清洗设备处于断电状态，当出现紧急状况时，操作第一急停按钮，可立即切断整个激光清洗设备的通电状态。在实际激光清洗作业中，用户通过电缆将电源箱与激光控制箱连接，并通过上述第一人机面板各按钮对直流电源的操作后，只需将激光控制箱和激光清洗头带到作业现场，对待清洗部件进行激光清洗，可大大减小激光清洗设备整体的体积和重量，操作灵活方便。

进一步：所述激光控制箱内部设有控制器和产生激光的激光发生器，所述激光控制箱表面设有第二人机面板，且所述控制器分别与所述直流电源、所述激光发生器、所述激光清洗头和所述第二人机面板电连接，所述激光发生器通过所述光纤与所述激光清洗头光路连接。

上述进一步方案的有益效果是：控制器用于控制激光清洗头执行激光清洗作业，用户通过第二人机面板选择操作指令，控制器控制激光发生器产生激光并由光纤传导至激光清洗头，同时根据用户的操作指令控制激光清洗头执行激光清洗作业，实现对待清洗部件的表面激光清洗，清洗效率和效果大大优于传统清洗方式；其中，第二人机面板可采用按键或旋钮形式，也可以采用触摸屏形式，且具体功能的设置可根据实际情况设置。

进一步：所述第二人机面板上设有激光安全锁定按钮、任务选择按钮和第二急停按钮，所述激光安全锁定按钮、所述任务选择按钮和所述第二急停按钮均与所述控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：当用户不使用该激光清洗设备时，可通过激光安全锁定按钮进行激光安全锁定，避免激光未锁定而辐射出威胁到人身安全，可保障符合激光使用安全规范；通过任务选择按钮，用户可根据型号选择相应的清洗任务，以实现对待清洗部件进行针对性的激光清洗，效率高，清洗效果更佳；当在激光清洗作业过程中出现紧急情况，通过第二急停按钮可直接中断激光清洗，避免无法中断激光清洗而出现不必要的损失，进一步保障符合激光使用安全规范。

进一步：所述激光控制箱的表面还设有usb接口，所述usb接口与所述控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过usb接口可与主机服务器进行数据交互，方便配置清洗任务，同时还方便对清洗任务进行增加、删除和更新，并将更新后的清洗任务设置在控制器中，以适用更多类型的清洗任务，适用范围更广泛。

进一步：所述激光清洗头内部设有振镜扫描组件，所述激光清洗头表面设有第三人机面板，且所述振镜扫描组件和所述第三人机面板均与所述控制器电连接，所述扫描振镜组件还通过所述光纤与所述激光发生器光路连接。

上述进一步方案的有益效果：振镜扫描组件与激光发生器光路连接，可接收激光发生器根据清洗任务发出的对应的激光，用户操作第三人机面板，并通过控制器控制振镜扫描组件根据该对应的激光对待清洗部件进行激光清洗，绿色环保、效率高、效果佳；其中，振镜扫描组件中包括驱动机构，通过控制器控制驱动机构以驱动振镜扫描，实现自动激光清洗，使用更灵活；其中，第三人机面板可根据实际情况进行设置。

进一步：所述第三人机面板上设有红光锁定按钮和激光清洗按钮，且所述红光锁定按钮和所述激光清洗按钮均与所述控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果：通过红光锁定按钮可实现根据不同的清洗任务对待清洗部件进行清洗位置的锁定，以方便后续用户操作激光清洗按钮，实现激光清洗头根据该锁定的清洗位置进行对应的激光清洗；例如清洗任务中包含清洗激光、清洗位置和激光清洗路径，则不同的型号对应一个清洗位置，并采用对应的一个清洗激光按照对应的激光清洗路径进行激光清洗，当确定了型号，用户操作红光锁定按钮，使得激光发生器发出红光，在对待清洗部件进行清洗位置的锁定后，再操作激光清洗按钮，使得激光发生器发出对应的清洗激光，对锁定的清洗位置按照对应的激光清洗路径进行激光清洗；通过上述红光锁定按钮和激光清洗按钮，可更准确高效地对待清洗部件进行针对性的表面激光清洗。

进一步：还包括用于抽吸待清洗部件的表面烟尘的除尘器，所述除尘器与所述控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：由于在激光清洗作业过程中待清洗部件表面会出现烟尘，对人体健康有损伤且不环保，通过除尘器可及时抽走烟尘，保证激光清洗的环境并保障人身安全。

进一步：所述除尘器包括吸尘鸭嘴、吸尘管道和用于形成抽吸真空的吸尘风机，所述吸尘风机与所述控制器电连接，所述吸尘管道一端与所述吸尘鸭嘴连通，另一端与所述吸尘风机连通。

上述进一步方案的有益效果是：通过控制器控制吸尘风机，并通过吸尘鸭嘴可将待清洗部件表面在激光清洗作业过程中产生的烟尘及时抽吸到吸尘管道中，以便及时将烟尘抽走。

附图说明

图1为本发明的激光清洗设备的结构示意图；

图2为本发明的激光清洗设备的工作原理示意图；

图3为本发明的激光清洗设备的操作流程示意图；

图4为本发明实施例中待清洗部件的清洗任务的示意图；

图5为本发明实施例中待清洗部件进行激光清洗后的显微图。

图中：1电源箱；2激光控制箱；3激光清洗头；4电缆；5光纤；11电源总开关；12启动按钮；13停止按钮；14第一急停按钮；15第一电源进线口；16第一电源出线口；21第二电源进线口；22激光安全锁定按钮；23任务选择按钮；24第二急停按钮；25usb接口；26光纤出线口；31红光锁定按钮；32激光清洗按钮。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

如图1所示，一种激光清洗设备，包括电源箱1、激光控制箱2和激光清洗头3，所述电源箱1与所述激光控制箱2电连接，所述激光控制箱2与所述激光清洗头3电连接，所述激光控制箱2还通过光纤5与所述激光清洗头3光路连接。

通过电源箱为激光控制箱提供激光清洗作业所需的电源，而激光清洗头通过激光控制箱供电，由于不同的待清洗部件，其激光清洗作业对应的清洗任务也不同，因此通过激光控制箱确定清洗任务后并通过激光控制箱与激光清洗头的光路连接，以便激光清洗头按照激光控制箱的控制产生相应的激光进行激光清洗作业，与传统的清洗方式相比，清洗效率和效果大大优于传统清洗方式；通过电源箱、激光控制箱和激光清洗头的分体结构，电源箱作为供电机构，激光控制箱作为控制机构，激光清洗头作为执行机构，以便实现激光清洗头体积足够小、重量足够小，相比传统的电源与控制一体式结构清洗设备，更能满足狭小空间内的固定待清洗表面的激光清洗需求，且结构简单、操作方便、灵活性强。

本实施例的激光清洗头为手持激光清洗头，便携易操作，可实现不同角度和位置的自动激光清洗，通用性强。本实施例根据待清洗部件确定清洗任务，预先通过不同的待清洗部件设置不同的型号，再通过该型号设置一一对应的清洗任务，并预先存储在主机服务器中，再将一一对应的型号和清洗任务设置在激光控制箱中，当针对具体的待清洗部件时，确定对应的型号即可确定与该型号对应的清洗任务；通过上述根据待清洗部件确定清洗任务，可满足多种类型的激光清洗，可扩展性强，通用性强，适用范围广泛；本实施例只针对电源箱、激光控制箱和激光清洗头进行结构改进，以实现对待清洗部件进行针对性地激光清洗，并不涉及计算机程序的改进。

优选地，所述电源箱1内部设有直流电源，所述电源箱1表面设有用于控制所述直流电源开通与断开的第一人机面板，且所述直流电源分别与所述激光控制箱2和所述第一人机面板电连接。

具体地，如图1所示，所述第一人机面板上设有电源总开关11、启动按钮12、停止按钮13和第一急停按钮14，所述电源总开关11、所述启动按钮12、所述停止按钮13和所述第一急停按钮14均与所述直流电源电连接。

具体地，如图1所示，所述电源箱表面还设有第一电源进线口15和第一电源出线口16，所述第一电源进线口15与外部电源电连接，所述第一电源出线口16通过电缆4与所述激光控制箱2电连接。

由第一电源进线口与外部电源电连接，并由第一电源出线口通过电缆与激光控制箱电连接，实现由电源箱内部的直流电源对激光控制箱的供电，并通过第一人机面板实现直流电源的开通与断开，包括电源总开关、启动按钮、停止按钮和第一急停按钮，当开启电源总开关后，直流电源接入外部电源，当操作启动按钮后，整个激光清洗设备处于通电状态，当操作停止按钮时，整个激光清洗设备处于断电状态，当出现紧急状况时，操作第一急停按钮，可立即切断整个激光清洗设备的通电状态。在实际激光清洗作业中，用户通过电缆将电源箱与激光控制箱连接，并通过第一人机面板对直流电源的操作后，只需将激光控制箱和激光清洗头带到作业现场，对待清洗部件进行激光清洗，可大大减小激光清洗设备整体的体积和重量，操作灵活方便。

优选地，所述激光控制箱2内部设有控制器和产生激光的激光发生器，所述激光控制箱2表面设有第二人机面板，且所述控制器分别与所述直流电源、所述激光发生器、所述激光清洗头3和所述第二人机面板电连接，所述激光发生器通过所述光纤5与所述激光清洗头3光路连接。

具体地，如图1所示，所述第二人机面板上设有激光安全锁定按钮22、任务选择按钮23和第二急停按钮24，所述激光安全锁定按钮22、所述任务选择按钮23和所述第二急停按钮24均与所述控制器电连接。

具体地，如图1所示，所述激光控制箱2表面还设有第二电源进线口21、第二电源出线口(图中未画出)和光纤出线口26，所述第二电源进线口21与所述第一电源出线口16电连接，所述第二电源出线口与所述激光清洗头3电连接，所述光纤出线口26通过所述光纤5与所述激光清洗头3光路连接。其中，本实施例中光纤出线口与第二电源出线口共用一个出线口，分别通过光纤和控制电缆线与激光清洗头连接，并通过一根套管将光纤和控制电缆线包裹在一起。

当用户不使用该激光清洗设备时，可通过激光安全锁定按钮进行激光安全锁定，避免激光未锁定而辐射出威胁到人身安全，可保障符合激光使用安全规范；通过任务选择按钮，用户可根据型号选择相应的清洗任务，以实现对待清洗部件进行针对性的激光清洗，效率高，清洗效果更佳；当在激光清洗作业过程中出现紧急情况，通过第二急停按钮可直接中断清洗激光，避免无法中断激光清洗而出现不必要的损失，进一步保障符合激光使用安全规范；用户操作包含上述按钮的第二人机面板，控制器控制激光发生器产生激光并由光纤传导至激光清洗头，同时根据用户的操作指令控制激光清洗头执行激光清洗作业，实现对待清洗部件的表面激光清洗，清洗效率和效果大大优于传统清洗方式。

优选地，如图1所示，所述激光控制箱2的表面还设有usb接口25，所述usb接口25与所述控制器电连接。

通过usb接口可与主机服务器进行数据交互，方便配置清洗任务，同时还方便对清洗任务进行增加、删除和更新，并将更新后的清洗任务设置在控制器中，以适用更多类型的清洗任务，适用范围更广泛。

优选地，所述激光清洗头3内部设有振镜扫描组件，所述激光清洗头3表面设有第三人机面板，且所述振镜扫描组件和所述第三人机面板均与所述控制器电连接，所述扫描振镜组件还通过所述光纤5与所述激光发生器光路连接。

具体地，如图1所示，所述第三人机面板上设有红光锁定按钮31和激光清洗按钮32，且所述红光锁定按钮31和所述激光清洗按钮32均与所述控制器电连接。

通过红光锁定按钮可实现根据不同的清洗任务对待清洗部件进行清洗位置的锁定，以方便后续用户操作激光清洗按钮，实现激光清洗头根据该锁定的清洗位置进行对应的激光清洗；本实施例清洗任务中包含清洗激光、清洗位置和激光清洗路径，则不同的型号对应一个清洗位置，并采用对应的一个清洗激光按照对应的激光清洗路径进行激光清洗，当确定了型号，用户操作红光锁定按钮，使得激光发生器发出红光，在对待清洗部件进行清洗位置的锁定后，再操作激光清洗按钮，使得激光发生器发出对应的清洗激光，对锁定的清洗位置按照对应的激光清洗路径进行激光清洗；通过上述红光锁定按钮和激光清洗按钮，可更准确高效地对待清洗部件进行针对性的表面激光清洗，以实现不同类型的激光清洗，绿色环保、效率高、效果佳。

优选地，还包括用于抽吸所述待清洗部件的表面烟尘的除尘器，所述除尘器与所述控制器电连接。

具体地，所述除尘器包括吸尘鸭嘴、吸尘管道和用于形成抽吸真空的吸尘风机，所述吸尘风机与所述控制器电连接，所述吸尘管道一端与所述吸尘鸭嘴连通，另一端与所述吸尘风机连通。

由于在激光清洗作业过程中待清洗部件表面会出现烟尘，对人体健康有损伤且不环保，通过控制器控制吸尘风机，并通过吸尘鸭嘴可将待清洗部件表面在激光清洗作业过程中产生的烟尘及时抽吸到吸尘管道中，以便及时将烟尘抽走，保证激光清洗的环境并保障人身安全。

如图2所示，本实施例的激光清洗设备的工作原理如下：

用户操作任务选择按钮，控制器确定清洗任务，操作红光锁定按钮，控制器根据清洗任务发出红光，用户进行清洗位置锁定后，操作激光清洗按钮，控制器根据锁定的清洗位置和清洗任务控制激光发生器发出清洗激光，并控制扫描振镜组件进行对应的激光清洗。

本实施例的直流电源选用24v明纬电源，并采用30m的电缆，该电缆一端与电源箱的第一电源出线口电连接，另一端与激光控制箱的第二电源进线口电连接，控制器包括西门子logo控制器和激光控制卡usc2，激光发生器选用30w创鑫激光器，振镜扫描组件中的振镜选用西安何佐里s7通光口径振镜头，但不局限于上述型号。

如图3所示，本实施例采用激光清洗设备进行激光清洗的操作流程如下：

步骤1、检查电源总开关是否处于断闸状态，第一急停按钮和第二急停按钮是否处于解除状态，激光安全锁定按钮是否处于锁定状态；若均是，进行步骤2；

步骤2、开启电源总开关；

步骤3、开启启动按钮；

步骤4、各配件通电是否正常，若是，进行步骤5，若否，则断电，检车排除故障后，返回步骤2；

步骤5、根据待清洗部件的型号选择对应的清洗任务，并操作任务选择按钮；

步骤6、解除激光安全锁定按钮；

步骤7、操作红光锁定按钮并进行轮廓对正锁定；

步骤8、再次操作红光锁定按钮进行功率锁存；

步骤9、操作激光清洗按钮进行激光清洗；

步骤10、是否需要更换清洗任务程序，若是，返回步骤5，若否，进行步骤11；

步骤11、断电。

本实施例中采用场镜为f200，工作距离为200mm，功率为30w，填充为0.02mm，光斑重合度为50％，重复频率为40khz，清洗速度为800mm/s，清洗次数从1到4，做出一个7×4的矩形方块的清洗任务，如图4所示。其中，3次激光清洗结束后，得到的待清洗部件的显微示意图如图5所示，从图5中可以看出，本实施例的激光清洗设备对该待清洗部件的表面处理效果极佳。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。