[發(fā)明專利]一種激光清洗淬火裝置及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010559044.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113814231A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史淑文;陳根余;陳兵華;劉旭飛;周桂兵;陳焱;高云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司;大族激光智能裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B08B7/00
• 分類號(hào): B08B7/00;B08B13/00;B62D57/024;C21D1/09;C21D1/62
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 任哲夫

本發(fā)明提供了一種激光清洗淬火裝置及工作方法，包括：控制系統(tǒng)、爬壁機(jī)器人、激光器以及清洗淬火功能頭；所述控制系統(tǒng)分別與所述爬壁機(jī)器人、所述激光器以及所述清洗淬火功能頭相連接，所述激光器與所述清洗淬火功能頭設(shè)置在所述爬壁機(jī)器人上，且所述激光器的激光出口與所述清洗淬火功能頭連接。控制系統(tǒng)控制爬壁機(jī)器人帶動(dòng)激光器和清洗淬火功能頭在結(jié)構(gòu)件上穩(wěn)定的行走，在爬壁機(jī)器人的行走過(guò)程中，控制系統(tǒng)同時(shí)控制清洗淬火功能頭的光學(xué)鏡片擺動(dòng)和激光器出光，以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)件的清洗或淬火或向清洗再淬火，解決了對(duì)大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行清洗淬火時(shí)存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、高空作業(yè)危險(xiǎn)程度高以及作業(yè)難度和成本增大、結(jié)構(gòu)件完整性被破壞等技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光清洗淬火裝置及工作方法。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)，激光清洗作為一種新型的環(huán)保清洗技術(shù)逐漸興起，在國(guó)民生產(chǎn)中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。作為一種新興的技術(shù)，激光清洗通過(guò)激光與物質(zhì)的相互作用而發(fā)生復(fù)雜的光物理、化學(xué)反應(yīng)，能夠有效的將基材表面的污染物清除，從而將基材清洗干凈。清洗過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物能夠回收，基本不對(duì)環(huán)境造成影響，達(dá)到環(huán)保清洗的目的；同時(shí)，激光清洗是一種非接觸、非研磨的清洗方式，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化清洗，基本不對(duì)清洗工件造成損害，故廣泛應(yīng)用在軍工、汽車、電子電路、模具等行業(yè)。激光淬火是將高能量的激光束快速輻照在基材表面，使被輻照的基材表面溫度以極快的速度升到高與材料相變點(diǎn)但低于熔化點(diǎn)溫度，當(dāng)激光束離開(kāi)輻照部位時(shí)，基材迅速冷卻從而使基材表面硬化，達(dá)到提升基材表面硬度、強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性的目的。激光淬火是一種快速表面淬火的高新技術(shù)，可以大幅提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，在許多行業(yè)的產(chǎn)品中有廣泛應(yīng)用。

實(shí)際生產(chǎn)中，存在許多大型結(jié)構(gòu)件、墻體構(gòu)件的清洗和淬火。這些大型構(gòu)件表面有銹跡、油污、粉塵，氧化膜等污染物，從而影響激光淬火過(guò)程中激光的吸收，最終影響激光淬火的效果和效率，一般在激光淬火前對(duì)工件表面進(jìn)行清洗處理，傳統(tǒng)的擦拭、打磨勞動(dòng)強(qiáng)度大，噴砂和酸洗環(huán)境污染大，故激光清洗越來(lái)越受到人們的重視。另一方面因大型結(jié)構(gòu)件體積大且不易拆卸，采用便攜的手持設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且高空作業(yè)危險(xiǎn)程度高，故無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。采用固定的機(jī)械式設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，需將大型構(gòu)件拆卸或切割成小件才能進(jìn)行，極大增加了作業(yè)難度與成本，同時(shí)破壞了結(jié)構(gòu)件的完整性，同時(shí)增大了額外的工序和成本，采用現(xiàn)有的裝置對(duì)這些大型結(jié)構(gòu)件、墻體構(gòu)件的清洗和淬火，存在很大問(wèn)題，嚴(yán)重制約了激光技術(shù)在大型構(gòu)件中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種激光清洗淬火裝置及工作方法，以解決對(duì)大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行清洗淬火時(shí)存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、高空作業(yè)危險(xiǎn)程度高以及作業(yè)難度和成本增大、結(jié)構(gòu)件完整性被破壞等技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種激光清洗淬火裝置，包括：控制系統(tǒng)、爬壁機(jī)器人、激光器以及清洗淬火功能頭；

所述控制系統(tǒng)分別與所述爬壁機(jī)器人、所述激光器以及所述清洗淬火功能頭相連接，所述激光器與所述清洗淬火功能頭設(shè)置在所述爬壁機(jī)器人上，且所述激光器的激光出口與所述清洗淬火功能頭連接。

進(jìn)一步地，所述激光器包括分別與所述控制系統(tǒng)連接的第一激光器和第二激光器，且所述第一激光器的激光出口和所述第二激光器的激光出口分別與所述清洗淬火功能頭連接。

進(jìn)一步地，所述清洗淬火功能頭包括第一功能頭和第二功能頭，所述第一功能頭與所述第一激光器連接，所述第二功能頭與所述第二激光器連接。

進(jìn)一步地，所述第一激光器為半導(dǎo)體激光器，其功率為P1，所述P1≥3000W；所述第二激光器為脈沖激光器，其功率為P2，所述P2≤200W。

進(jìn)一步地，所述爬壁機(jī)器人包括機(jī)器人本體以及可相對(duì)所述機(jī)器人本體水平移動(dòng)和升降的夾持機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述清洗淬火功能頭固定于所述夾持機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述爬壁機(jī)器人還包括分別與所述控制系統(tǒng)連接的高速相機(jī)和路徑識(shí)別傳感器。