[發(fā)明專利]一種光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭、工件內(nèi)壁清洗裝置及其清洗方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210873227.1
• 申請(qǐng)日: 2022-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115090619B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 核工業(yè)理化工程研究院
• 主分類號(hào): B08B7/00
• 分類號(hào): B08B7/00;B08B9/087;B08B13/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)捷智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11831
• 代理人: 安利霞

本發(fā)明屬于激光微加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭、工件內(nèi)壁清洗裝置及其清洗方法，光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭包括：光纖、激光清洗頭以及光束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；其中：脈沖激光由光纖傳導(dǎo)至激光清洗頭內(nèi)經(jīng)激光清洗頭內(nèi)部的聚焦機(jī)構(gòu)整形，最終經(jīng)由聚焦光束出射，所述光束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)位于激光清洗頭內(nèi)，用于控制所述聚焦光束以激光清洗頭內(nèi)的旋轉(zhuǎn)中心為軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以改變聚焦光束的出射方向。本發(fā)明中的光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)激光出射方向的改變，實(shí)現(xiàn)激光清洗頭光纖位置不變時(shí)，即可向垂直方向清洗又可向平行方向清洗，使激光清洗頭能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光微加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭、工件內(nèi)壁清洗裝置及其清洗方法。

背景技術(shù)

激光清洗是近年來(lái)新興的一種清洗方式，激光清洗一般采用脈沖激光器產(chǎn)生脈沖激光，再由光纖傳導(dǎo)至激光清洗執(zhí)行裝置，一般稱為激光清洗頭或者稱為激光掃描槍，目前一般的激光清洗頭采用準(zhǔn)直鏡、振鏡和聚焦鏡組成的系統(tǒng)，激光由光纖出射至準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直后的光束照射到振鏡鏡片上，通過(guò)鏡片的往復(fù)振動(dòng)使激光束擺動(dòng)，再通過(guò)平面場(chǎng)鏡匯聚成清洗線，將清洗工件放置清洗線上，移動(dòng)掃過(guò)清洗表面即可完成清洗。

一般的激光清洗頭在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，激光的發(fā)射方向就確定了，當(dāng)不同平面時(shí)，必須將照射具整體扭轉(zhuǎn)方向才能對(duì)準(zhǔn)清洗平面，由于激光清洗頭安裝有光纖和線束，其折彎半徑較大，在狹小空間操作時(shí)很容易產(chǎn)生干涉問(wèn)題。尤其是在清洗瓶體工件內(nèi)壁時(shí)，一般的激光清洗頭無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)側(cè)壁和底面的清洗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提出，其目的是提供一種光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭、工件內(nèi)壁清洗裝置及其清洗方法，通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)激光出射方向的改變，實(shí)現(xiàn)激光清洗頭光纖位置不變時(shí)，即可向垂直方向清洗又可向平行方向清洗，使激光清洗頭能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。與此同時(shí)，在清洗瓶體時(shí)，配合清洗工裝即可快速實(shí)現(xiàn)瓶體側(cè)壁、斜面和底面的去污，具有一定的實(shí)際意義。

本發(fā)明為解決這一問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：

一種光束可轉(zhuǎn)向的激光清洗頭，包括：

光纖、激光清洗頭以及光束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；

其中：脈沖激光由光纖傳導(dǎo)至激光清洗頭內(nèi)經(jīng)激光清洗頭內(nèi)部的聚焦機(jī)構(gòu)整形，最終經(jīng)由聚焦光束出射，所述光束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)位于激光清洗頭內(nèi)，用于控制所述聚焦光束以激光清洗頭內(nèi)的旋轉(zhuǎn)中心為軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以改變聚焦光束的出射方向。

優(yōu)選的，所述激光清洗頭包括：

固定殼體，其為一側(cè)開(kāi)放的中空柱形殼體結(jié)構(gòu)；

活動(dòng)殼體，其轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在所述固定殼體的開(kāi)放端并與所述固定殼體構(gòu)成一個(gè)完整的激光清洗頭外殼；

準(zhǔn)直鏡外殼，其固定裝配在所述固定殼體的側(cè)壁上并與所述固定殼體的內(nèi)部連通，所述準(zhǔn)直鏡外殼的中軸線與固定殼體的徑向重合，所述準(zhǔn)直鏡外殼內(nèi)設(shè)有準(zhǔn)直鏡組件，所述準(zhǔn)直鏡組件位于光纖出口方向的光軸上；

連接外部激光器的所述光纖中的激光通過(guò)準(zhǔn)直鏡組件，再通過(guò)固定殼體和活動(dòng)殼體內(nèi)部的聚焦機(jī)構(gòu)整形，最終經(jīng)由聚焦光束出射。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述聚焦機(jī)構(gòu)包括：

反射鏡組件，其數(shù)量至少為兩個(gè)，其裝配在固定殼體、和/或活動(dòng)殼體上；

振鏡組件，其包括振鏡鏡片和振鏡電機(jī)，所述振鏡鏡片裝配在振鏡電機(jī)上跟隨活動(dòng)殼體做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

聚焦鏡，其裝配在活動(dòng)殼體上跟隨活動(dòng)殼體做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

準(zhǔn)直光束由所述準(zhǔn)直鏡組件出射，依次通過(guò)各個(gè)反射鏡組件反射，到達(dá)振鏡鏡片后入射到聚焦鏡上，所述聚焦鏡將激光聚焦得到聚焦光束，最終形成焦點(diǎn)的掃描軌跡。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述反射鏡組件包括：