[发明专利]一种橡胶模具激光清洗系统

说明书

技术领域

本发明属于激光清洗技术领域，特别涉及一种橡胶模具激光清洗系统，用于对橡胶模具表面的清洗，同时也可应用于石材、金属等物体表面的污垢、锈迹、油漆以及溶剂残留物的清洗。

背景技术

橡胶模具基材通常为金属材料，较常用的为铝或钢，一副金属模具生产一定数量的橡胶制品后，橡胶颗粒污垢会附着在模具表面，导致生产出的橡胶制品表面粗糙，影响产品质量，且不易从模具中取出。因此，模具使用一段时间之后必须进行清洗。

传统的清洗方式主要有喷砂清洗、超声波清洗和干冰清洗。喷砂清洗费时、费力，且高速喷砂容易对模具表面造成损伤。超声波清洗将模具放入水或溶剂中，利用超声波振动冲击去除污垢，操作麻烦，成本较高。干冰清洗是对模具喷洒干冰，模具基材与污垢热胀冷缩程度不一致使污垢脱落，清洗成本高，操作不方便，且比较费时。

激光清洗是采用高峰值功率脉冲激光照射模具表面，使表面附着的污垢急剧升温气化，在机体和污垢之间形成微爆炸振动冲击，使污垢从金属材料表面脱落，达到清洁基体的目的。与上述几种传统清洗方式相比，激光清洗具有以下特点：激光清洗为非接触式清洗，设置合适的激光功率参数，可以在去除表面污垢的同时不会损伤基材表面。清洗过程不需要清洁液或化学溶剂，不会造成环境污染。激光清洗高温模具可以直接清洗，不需要等待模具冷却，操作方便，参数设置容易，可实现柔性化和自动化清洗。

中国专利CN1817549A公开了一种便携式的激光清洗系统，其采用光纤激光器作为清洗光源，产生的激光通过光纤传输到清洗工作头上，在工作头上的光学系统进行光路转换后输出进行清洗。该系统由于采用光纤激光器，产生的激光功率不会很大，而且光纤传输耦合会对激光功率有较大损耗，在清洗橡胶模具这种需要大功率高效清洗的工业应用场合不太适用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种橡胶模具激光清洗系统，能够提高激光功率，且避免通过光纤传输导致的耦合损耗，从而实现手持或机械手夹持的便携式加工，完成对橡胶模具的高效清洗。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种橡胶模具激光清洗系统，其特征在于：它包括激光清洗头和激光控制系统；

激光清洗头包括激光器和扩束镜，扩束镜的输出光方向设有扫描振镜，扫描振镜的反射光路上设有聚焦透镜，聚焦透镜的光路输出端用于清洗物品；所述的激光器包括在光路上依次设置的全反射镜、声光调Q开关、半导体泵浦模块和输出镜；

激光器的出光开关、声光调Q开关的调Q驱动模块、半导体泵浦模块的电源、以及扫描振镜的驱动单元分别由激光控制系统控制。

按上述方案，所述的半导体泵浦模块和输出镜之间的主光路还设有由第二声光调Q开关。

按上述方案，所述的扩束镜与扫描振镜之间设有45°全反射镜，45°全反射镜与主光路成45°角放置，扫描振镜与主光路成45°角放置。

按上述方案，所述的激光控制系统包括相互连接的嵌入式微控制器和D/A转换单元，嵌入式微控制器用于接收出光开关的信号以启动半导体泵浦模块的电源、调节调Q驱动模块、以及驱动扫描振镜的驱动单元。

按上述方案，所述的激光清洗头设置在壳体内构成清洗加工头，清洗加工头的前端设有保护罩。

按上述方案，所述的保护罩内连有气管，气管的输入端连接有由激光控制系统控制的高压风机。

按上述方案，所述的清洗加工头内通有冷却水管，冷却水管通过出水管和回水管与冷水机连接，冷水机由激光控制系统控制。

按上述方案，所述的清洗加工头下端设有把手。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用半导体泵浦固体脉冲激光器，并将其集成于清洗加工头上，通过声光调Q的方式提高激光输出功率，而且没有通过光纤传输导致的耦合损耗，从而可以实现手持或机械手夹持的便携式加工，完成对橡胶模具的高效清洗。

2、半导体泵浦模块与输出镜之间增设第二声光调Q开关，可提高半导体泵浦模块输出激光的功率。

3、通过增设45°全反射镜，使得入射光与出射光平行，便于操作。

4、高压风机产生的气流通过气管到保护罩内，与激光束同轴吹出，气流阻隔激光清洗产生的飞溅物，以保护聚焦镜不受污染。

5、冷水机通过出水管、回水管与清洗加工头中的冷却水管相连，对半导体泵浦模块和声光调Q开关进行冷却。

6、清洗加工头上装有把手，可供手持或机械夹具夹持，便于操作。