[发明专利]宽焦域激光清洗方法及装置

说明书

本发明公开一种宽焦域激光清洗方法及装置，通过X、Y轴振镜实现激光扫描运动，同时，控制Z轴振镜始终保持高速直线往复运动，实现激光聚焦光斑于扫描平面内在零件表面的上下位置之间进行高速振动，保证能够在某一振动位置聚焦于零件表面，利用高能量密度的激光实现零件表面的清洗；本发明无需预先输入待清洗零件的精确三维模型，不要求激光聚焦光斑在扫描过程中精确地聚焦于零件表面，相较于已有的激光清洗装置，操作简单方便，能够实现复杂三维零件表面的高效清洗。

技术领域

本发明涉及一种零件的激光清洗方法及装置，特别是涉及一种宽焦域激光清洗方法及装置，属于激光清洗技术领域。

背景技术

零件使用一定时间后，会因表面存在锈蚀、油渍等污染物，洁净度下降，直接影响其使用性能。传统的零件清洗方法如化学侵蚀、机械打磨等，不仅容易引起应力腐蚀裂纹，导致零件破损，而且因使用化学清洗液而引入新的污染物，整个清洗过程无法精确控制，污物去除不均匀，清洗效果不理想，清洗效率低下。

随着激光清洗技术的发展，激光扫描清洗以无需使用化学药剂和清洗液，不产生二次污染，无研磨和接触过程，可清除各种材料表面的各种污染物，清洗效率高，清洁度高等优点，具有广泛的应用前景。

现有的激光扫描清洗装置通常是利用单轴或二维振镜进行扫描运动，工作效率不高，难以清洗三维物体表面，应用领域受到了极大的限制。利用三维动态聚焦系统进行激光清洗，能够实现三维物体表面的清洗，但是，为了实现在物体表面的精准聚焦，需要获取零件的精准尺寸，操作比较复杂，另一方面，对于工业化尤其是精密制造业中应用的零件表面的清洗，如果激光聚焦光斑不能便捷、稳定地聚焦在零件表面，就无法实现高效地清洗。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种宽焦域激光清洗方法及装置，在激光清洗过程中，激光焦点在扫描平面内在零件表面的上下位置之间以一定振幅高速振动，振动过程中，能够在某一振动位置聚焦于零件表面，实现对零件表面的清洗，无需输入零件的三维模型，操作简单方便，清洗效果良好。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种宽焦域激光清洗方法，

激光焦点在扫描平面内在零件表面的上下位置之间以一定振幅振动，振动过程中，当激光聚焦光斑位于零件表面时，对零件表面实现有效清洗，

该扫描平面由激光束经过光路系统后形成的光斑中心位置与激光束在零件表面沿一定方向运动形成的激光扫描线所确定。

激光焦点的振动频率范围为0-500Hz。

激光焦点的振动频率范围为10-100HZ。

激光焦点的振幅范围为0-150mm。

一种宽焦域激光清洗装置，包括激光器、三维动态聚焦扫描系统、计算机控制系统，三维动态聚焦扫描系统包括动态聚焦镜组、X轴振镜、Y轴振镜、振镜控制单元，动态聚焦镜组包括Z轴振镜、两片聚焦镜，

控制Z轴振镜的直线往复运动，实现激光聚焦光斑在扫描平面内在零件表面的上下位置之间以一定振幅振动，振动过程中，当激光聚焦光斑位于零件表面时，对零件表面进行清洗，

该扫描平面由激光经过Z轴振镜、两片聚焦镜、X轴振镜入射至Y轴振镜上形成的光斑中心与激光束在零件表面沿一定方向运动形成的激光扫描线所确定。

控制激光焦点的振动频率范围为0-500Hz，

控制激光焦点的振动频率范围为10-100HZ。

控制激光焦点的振幅范围为0-150mm。

所述三维动态聚焦扫描系统作为激光扫描头，配置为手持式，或桌面式清洗机，或清洗工作站。

本发明的优点是：