金属表面油污激光清洗设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属表面油污激光清洗设备，包括计算机、控制柜、激光器、振镜系统、和可调节的工作台；其中，所述激光器、振镜系统均通过控制柜与计算机相连；所述激光器通过激光传输光纤将产生的激光光束传入振镜系统；所述振镜系统包括：设置在振镜系统内部用于反射激光的反射镜片、和设置在振镜系统底部的聚焦透镜；所述工作台设置在振镜系统的正下方。本发明提供的金属表面油污激光清洗设备，清洗效率高、运行成本低、节能环保。
【专利说明】金属表面油污激光清洗设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属表面油污激光清洗设备，属于激光清洗【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，现有的金属机械加工过程中，包括机加工、抛光、油封以及热处理等，金属表面往往容易沾上一层油类物质。如果这些油污除不净，不仅可能增加后续上漆或电镀等工艺难度，甚至造成金属零件质量不合格等问题。
[0003]因此，金属表面油污的清洗是加工过程中常见的一个问题。传统的方法有:高温化学去油污、有机溶剂去油污、电化学去油污。这些方法都涉及到用化学试剂来清洗，但是化学试剂通常用量比较大、调配工艺比较复杂，而且化学试剂容易导致环境的污染，清洗效率和清洁度也很有限；高温化学去油污和电化学去油污方法耗时长耗能大，且容易造成金属表面热量累积，甚至导致改变金属表面的力学性能等问题。
[0004]因此，如何寻找到更为适合金属表面油污清洗的方法是一个亟待解决的课题。
【发明内容】
[0005]目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种金属表面油污激光清洗设备及方法，解决机械加工过程中金属表面大面积油污清洗问题，从而获得呈均匀金属本色的且不损伤基材表面的效果，达到理想的清洗质量和清洗效率。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:包括计算机、控制柜、激光器、振镜系统、和可调节的工作台；其中，所述激光器、振镜系统均通过控制柜与计算机相连；所述激光器通过激光传输光纤将产生的激光光束传入振镜系统；所述振镜系统包括:设置在振镜系统内部用于反射激光的反射镜片、和设置在振镜系统底部的聚焦透镜；所述工作台设置在振镜系统的正下方。
[0007]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述工作台侧边设置有用于调整被清洗件位置的X-Y移动旋钮。
[0008]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述振镜系统上还设置有升降调节手轮，用于调整激光光束的离焦量。
[0009]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:还包括水冷机，所述水冷机与通过进水管、出水管与激光器和振镜系统相连，用于保证工作时温度不超过安全值。
[0010]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述计算机中设置有清洗软件，激光器的激光功率的大小、清洗的速度、脉冲激光的频率和脉冲宽度可通过清洗软件界面设置参数。
[0011]有益效果:本发明提供的金属表面油污激光清洗设备，清洗效率高、运行成本低、节能环保；脉冲激光清洗的研究给目前金属表面清洗的问题带来了希望，该方法可以真正投入产业化高效率的金属表面大面积油污清洗的生产应用领域；与传统的金属表面油污清洗方法相比，该方法具有以下诸多的技术与经济的优越性:
(I)清洗效率高:清洗效率一般能够达到100_2/s，适合于大面积金属表面清洗的任务，若批量清洗，其清洗效率体现得更为明显。
[0012](2)清洗质量高、效果均匀:金属表面的油污通常非常薄但结合力大，而脉冲激光峰值功率非常高，可以达到很高的清洗力；同时，其峰值功率是瞬时产生的，不会造成二次氧化现象，而且清洗效果比较均匀一致。
[0013](3)基材几乎不会被损伤:油污激光清除油污的主要原理是通过激光与油污的瞬间反应作用，使油污燃烧或气化，而此时的温度对基材表面几乎不会产生损伤作用，即使增加清洗次数，对基材的损伤作用也是非常有限的。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明金属表面油污激光清洗设备的结构示意图；
图2为本发明金属表面油污激光清洗方法流程图。
[0015]图中，I计算机；2工作台；3控制柜；4水冷机；5激光器；6激光传输光纤；7振镜系统；8升降调节手轮；9反射镜片；10激光光束；11聚焦透镜；12被清洗件；13 X-Y移动旋钮。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0017]如图1所示，一种金属表面油污激光清洗设备，包括计算机1、控制柜3、激光器5、振镜系统7、和可调节的工作台2 ;其中，所述激光器5、振镜系统7均通过控制柜3与计算机I相连；所述激光器5通过激光传输光纤6将产生的激光光束10传入振镜系统7 ;所述振镜系统7包括:设置在振镜系统内部用于反射激光的反射镜片9、和设置在振镜系统底部的聚焦透镜11 ;所述工作台2设置在振镜系统7的正下方。
[0018]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述工作台2侧边设置有用于调整被清洗件位置的X-Y移动旋钮13。
[0019]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述振镜系统7上还设置有升降调节手轮8，用于调整激光光束的离焦量。
[0020]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:还包括水冷机4，所述水冷机4与通过进水管、出水管与激光器5和振镜系统7相连，用于保证工作时温度不超过安全值。
[0021]作为优选方案，所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述计算机I中设置有清洗软件，激光器的激光功率的大小、清洗的速度、脉冲激光的频率和脉冲宽度可通过清洗软件界面设置参数。
[0022]如图2所示，本发明的工作过程如下:由计算机I通过控制柜3控制激光器5和振镜系统7，光束从激光器发出通过激光传送光纤传输进入振镜系统7，最后作用于被清洗件12表面的污物。同时，水冷机4通过Φ10的进出水管对激光器5进行冷却。
[0023]振镜系统7整个装置头可以通过升降调节手轮8调节垂直方向的的高度，即可以调节光束的离焦量；工作台2水平方向可以通过X-Y移动旋钮13来调节，便于清洗前清洗区域的调整。
[0024]具体实施方法如下:
首先，确认清洗系统各个部分电源都正常通电。打开计算机I和水冷机4，待其水箱内温度达到设定的工作温度(一般设置为20°C )，依次打开控制柜3和激光器5的电源开关，使整个清洗装置处于待工作状态；
然后，将被清洗件12平放置工作台2表面正中位置，再打开计算机I中专用的清洗软件。根据清洗件污物大小，在界面初步确定清洗区域的面积和位置参数。此时打开激光器5钥匙开光和激光按钮，打开红光校正清洗区域是否正好覆盖金属表面污物上，如不符合要求则通过软件界面清洗区域的尺寸和位置参数的修改来调整，再通过工作台2上的X-Y移动旋钮13来微调清洗区域的位置。
[0025]最后，需确定脉冲激光清洗的工艺参数。离焦量通过升降调节手轮8正反旋转来调整:激光功率的大小、清洗的速度、脉冲激光的频率和脉冲宽度可以直接通过软件界面设置。确认清洗系统工作状态正常的情况下，可以单击“清洗按钮”。此时控制柜3控制激光器5出光,激光通过传输光纤6进入振镜系统7。控制柜同时控制振镜中驱动电机规律的运动，激光通过反射镜片9和聚焦透镜11规律地作用在被清洗件12上的表面。
[0026]脉冲激光一般通过规律地线扫而完成面扫，清洗处一个设定的清洗区域，线扫可以走“Z”字形路径或“回”字形路径，线间距一般为0.05mm,这些参数都可以通过专用的软件界面来设置修改，实际清洗时应根据工艺需求来调整。清洗工艺参数的设定可以直接通过专用的清洗软件界面来操作；清洗整个过程的开始、暂停和结束也都可以通过该软件完成。
[0027]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:包括计算机、控制柜、激光器、振镜系统、和可调节的工作台；其中，所述激光器、振镜系统均通过控制柜与计算机相连；所述激光器通过激光传输光纤将产生的激光光束传入振镜系统；所述振镜系统包括:设置在振镜系统内部用于反射激光的反射镜片、和设置在振镜系统底部的聚焦透镜；所述工作台设置在振镜系统的正下方。
2.根据权利要求1所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述工作台侧边设置有用于调整被清洗件位置的X-Y移动旋钮。
3.根据权利要求1所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述振镜系统上还设置有升降调节手轮，用于调整激光光束的离焦量。
4.根据权利要求1所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:还包括水冷机，所述水冷机与通过进水管、出水管与激光器和振镜系统相连，用于保证工作时温度不超过安全值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的金属表面油污激光清洗设备，其特征在于:所述计算机中设置有清洗软件，激光器的激光功率的大小、清洗的速度、脉冲激光的频率和脉冲宽度可通过清洗软件界面设置参数。
【文档编号】B08B7/00GK104043617SQ201410210372
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】吴金津, 隋显庭, 孟宪伟, 周成候, 王未 申请人:南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司