[發明專利]一種雙波長復合能量分布的臺式激光精密清洗裝置

有效

• 申請號: 201710674785.4
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107297365B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 魏鑫磊;于艷玲
• 申請（專利權）人: 溫州職業技術學院
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B23K26/064
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 陳孝政

1.一種雙波長復合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，其特征在于，包括工作臺(1)、X-Y電動模組(2)、旋轉臺組件(3)、激光清洗組件(4)和Z向升降臺(5)；

X-Y電動模組(2)固定安裝在工作臺(1)上，旋轉臺組件(3)安裝在X-Y電動模組(2)上，可由X-Y電動模組(2)帶動做X-Y二維平面運動；

所述Z向升降臺(5)安裝在工作臺(1)上，激光清洗組件(4)安裝在Z向升降臺(5)的升降板(502)上，并位于旋轉臺組件(3)的上方，激光清洗組件(4)可由升降板(502)帶動沿Z向上下運動；

所述激光清洗組件(4)包括激光器、傳輸光纖、吹氣噴嘴(402)、激光測距傳感器(403)、振鏡掃描系統(404)和雙波長復合整形系統(409)；

所述激光器發射的激光束經傳輸光纖的傳輸，入射至雙波長復合整形系統(409)；

所述振鏡掃描系統(404)用于實現將入射的激光束先后經由電機驅動的偏轉掃描鏡片反射和固定焦距物鏡透射后出射，聚焦于工件表面，并使激光束按設定軌跡在工件表面進行掃描運動；

所述激光測距傳感器(403)固定安裝在振鏡掃描系統(404)的側面，激光測距傳感器(403)用于實時反饋振鏡掃描系統(404)與工件表面的相對距離值，為Z向升降臺(5)的調節運動提供控制驅動數據；

所述吹氣噴嘴(402)安裝在振鏡組件(40404)的側面，吹氣噴嘴(402)連接外部氣源，用于在加工過程中同時開啟吹氣以增強清洗效果；

所述雙波長復合整形系統(409)作為光路子系統具有輸入端和輸出端，其中輸入端與激光器之間通過傳輸光纖相連，激光器輸出的單波長高斯激光束經由傳輸光纖進入雙波長復合整形系統(409)，經過內部光學變換后輸出雙波長復合整形光束，所述雙波長復合整形光束是由高斯能量分布的內圓短波長激光和貝塞爾能量分布的外環形長波長激光構成的環形中心激光束；雙波長復合整形系統(409)的輸出端與振鏡掃描系統(404)的激光束入射端固定連接，使得雙波長復合整形光束成為振鏡掃描系統(404)的入射激光束；

所述雙波長復合整形系統(409)包括光纖接頭(901)、分束鏡(902)、第一安裝架(903)、錐透鏡組合系統(904)、空間合束鏡(905)、第二安裝架(906)、第一45度反射鏡(907)、倍頻系統(908)、第二45度反射鏡(909)、上板(910)、底板(911)和立柱(912)；底板(911)通過四根立柱(912)與上板(910)連接；分束鏡(902)通過第一安裝架(903)安裝在上板(910)上，空間合束鏡(905)通過第二安裝架(906)安裝在上板(910)上，錐透鏡組合系統(904)設置在分束鏡(902)與空間合束鏡(905)之間并固定在上板(910)上，三者光軸重合；第一45度反射鏡(907)、倍頻系統(908)、第二45度反射鏡(909)依次設置在底板(911)上，第一45度反射鏡(907)與第二45度反射鏡(909)的光軸重合；所述錐透鏡組合系統(904)用于進行光束整形，獲得貝塞爾環形激光束；所述光纖接頭(901)、分束鏡(902)、第一安裝架(903)、錐透鏡組合系統(904)、空間合束鏡(905)、第一45度反射鏡(907)、倍頻系統(908)和第二45度反射鏡(909)的安裝方位應使得：由光纖接頭(901)接入的單波長高斯激光束入射至分束鏡(902)，經由分束鏡(902)分為A束和B束，且A束和B束中的一束沿原方向行進，另一束的行進方向則轉折90度，A束入射至錐透鏡組合系統(904)，通過錐透鏡組合系統(904)輸出貝塞爾環形激光束，再入射至空間合束鏡(905)；B束入射至第一45度反射鏡(907)，經第一45度反射鏡(907)的轉折后入射至倍頻系統(908)，獲得波長變為原輸入激光束1/2、1/3或1/4波長的短波長高斯激光束，再經第二45度反射鏡(909)轉折入射至空間合束鏡(905)；A束和B束激光經空間合束鏡(905)的合束后出射雙波長復合整形光束。

2.根據權利要求1所述的雙波長復合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，其特征在于，在振鏡掃描系統(404)的側面還安裝有一CCD工業相機組件(401)，其視場對應于振鏡掃描系統(404)的聚焦加工平面的掃描范圍，用于實時監測激光清洗質量。