[发明专利]利用光束截面成形和多面镜的激光表面处理设备及方法

权利要求书

1.一种利用光束截面成形和多面镜的激光表面处理设备，该激光表面处理设备包括至少一个表面处理套件(300)，该表面处理套件(300)包括：

用于输送待处理的目标物(100)的输送单元(10)；

产生具有预定直径的第一激光束(21)的激光发生器；

与凹面镜或凸透镜对应的第一光束成形单元(30)，该第一光束成形单元用于成形所述第一激光束(21)的横截面，以获得第二激光束(22)；

与凸面镜或凹透镜对应的第二光束成形单元(40)，该第二光束成形单元用于成形所述第二激光束(22)的横截面，以获得具有椭圆形截面的第三激光束(23)，当所述第三激光束投射到多面镜(50)时，所述椭圆形截面不偏离该多面镜(50)的反射面(51a)，并且不会到达与所述反射面(51a)相邻的反射面(51b)；

所述多面镜(50)，该多面镜在以指定速度旋转的同时接收所述第三激光束(23)；

聚焦镜(60)，该聚焦镜使从所述多面镜(50)反射的所述第三激光束(23)聚焦，并投射第四激光束(24)，该第四激光束在所述目标物(100)上产生光斑；以及

控制器，该控制器控制所述目标物(100)的输送速度、所述多面镜(50)的与所述输送速度相关的转速以及所述激光发生器的功率。

2.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，所述输送单元(10)以在80米/分至200米/分范围内的速率输送所述目标物(100)。

3.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，所述第一光束成形单元(30)和所述第二光束成形单元(40)具有不同的半径。

4.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，所述多面镜(50)的转速在1000rpm至2000rpm的范围内。

5.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，所述目标物(100)为织物、玻璃、木材、皮革、钢板、铝板、铜板、不锈钢板、陶瓷、塑料或橡胶。

6.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，该激光表面处理设备还包括能够控制扫描宽度的光束收集器(80)。

7.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，所述第四激光束(24)的横截面呈短轴为0.4mm，长轴为5mm的狭缝的形式。

8.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，根据所述目标物的类型和处理形式控制所述第二激光束(22)、所述第三激光束(23)和所述第四激光束(24)的横截面的长轴和短轴的长度。

9.根据权利要求1所述的激光表面处理设备，其中，所述表面处理套件(300)的激光发生器(20a，20b，20c，20d)布置在同一平面上。

10.一种利用光束截面成形和多面镜的激光表面处理方法，该方法包括：

将待处理的目标物(100)安装在输送单元(10)上的第一步骤(S100)；

设定控制变量的第二步骤(S200)，所述控制变量包括：多面镜(50)的转速；所述目标物(100)的输送速度，该输送速度与所述转速相关；以及表面处理套件(300)的激光发生器(20a，20b，20c，20d)的功率；

以设定速率驱动所述多面镜(50)和所述目标物(100)的第三步骤(S300)；

从所述表面处理套件(300)的所述激光发生器(20a，20b，20c，20d)产生具有预定直径的第一激光束(21)的第四步骤(S400)；

利用至少两个成形单元(30，40)成形所述第一激光束(21)的横截面以获得第三激光束(23)的第五步骤(S500)；

将所述第三激光束(23)投射到所述多面镜(50)的反射面(51a)的第六步骤(S600)；以及

使根据所述第三激光束(23)在所述反射面(51a)处的分割获得的第四激光束(24)聚焦并且将聚焦后的所述第四激光束(24)投射到所述目标物(100)的第七步骤(S700)。

11.根据权利要求10所述的激光表面处理方法，其中，所述多面镜(50)以与所述目标物(100)的输送速度相关的在1000rpm至2000rpm范围内的速率旋转，并且所述目标物(100)以80米/分至200米/分范围内的速度被输送。

12.根据权利要求10所述的激光表面处理方法，其中，所述第三激光束(23)具有椭圆形截面，该椭圆形截面不偏离所述多面镜(50)的所述反射面(51a)，并且不会到达与所述反射面(51a)相邻的反射面(51b)。