本發(fā)明涉及激光應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種激光清洗裝置。

背景技術(shù)：

熱軋是相對于冷軋而言的，冷軋是在再結(jié)晶溫度以下進行的軋制，而熱軋就是在再結(jié)晶溫度以上進行的軋制。熱軋過程中會使鋼板表面生成一層氧化膜，從而會影響鋼板表面的平整度和光澤度，降低鋼板的表面質(zhì)量，并掩蓋了帶鋼的表面缺陷，對鋼板的后續(xù)使用造成困難。若將這些帶著氧化膜的帶鋼直接送到冷軋機去軋制，則會影響冷軋板的表面質(zhì)量及加工性能，甚至?xí)斐裳h(huán)設(shè)備的損壞和冷軋輥的損壞。因此，帶鋼在冷軋之前，必須清除其氧化膜。為了使清除氧化膜后的鋼板表面質(zhì)量良好，實際生產(chǎn)中一般采用的是酸洗清理方式。通過使用酸溶液對鋼板表面的氧化膜進行清洗去除，提高鋼板尺寸精度、減少不平度的偏差，增強鋼板表面光潔度和外觀效果，從而提高鋼板的表面質(zhì)量，便于后續(xù)的焊接、涂油和上漆。

目前，世界上熱軋帶鋼軋機所生產(chǎn)的帶鋼中，大約有34要提供給連續(xù)帶鋼酸洗機組進行處理，而其中98％的帶鋼是采用水平式(臥式)連續(xù)酸洗機組。采用酸洗時，需要設(shè)置較大面積的酸洗池，以便將鋼板放置到其中進行酸洗作業(yè)。由于需要把清洗件放入酸洗池，因此只能清洗尺寸較小的工件，能夠清洗的工件尺寸非常有限。在這一過程中，需要使用大量的酸溶液，長期使用成本較高，同時酸洗之后的廢液處理成本也較高，并容易對環(huán)境造成污染，酸洗過程效率也較低。由于酸洗后還需要有漂洗和烘干的過程，這一系列的過程會占用大量的生產(chǎn)時間，使得生產(chǎn)效率低下。另外，酸洗時環(huán)境氣氛較差，長期從事酸洗作業(yè)的工人身體健康會受到一定程度的影響。

此外，傳統(tǒng)的表面污物清洗方法還有機械清理法以及超聲波清洗法等。機械清理方法主要包括手工打磨和機械噴丸等方法，手工打磨勞動強度較大，清理效率極低，同時會對工件表面造成損傷。而機械噴丸的方法不僅會使工件表面產(chǎn)生較大的應(yīng)力，可能造成工件發(fā)生形變，同時對環(huán)境的污染很大。超聲波清洗法對微米級的污物粒子以及與基材結(jié)合力很強的膜層污物清洗效果很差。超聲波清洗法需要消耗大量的電力，因此會提高企業(yè)的清洗成本。而且，由于需要將待清洗工件放入清洗槽內(nèi)，只能清洗尺寸較小的工件，能夠清洗的工件尺寸非常有限。

現(xiàn)有的用于小型金屬工件的表面污物激光清洗系統(tǒng)中，通常采用的是脈沖或連續(xù)激光器，功率通常在1kw以下；光束調(diào)整系統(tǒng)中通常采用帶有轉(zhuǎn)動電機的二維振鏡系統(tǒng)，通過電機帶動兩個反射鏡進行往復(fù)擺動，以不斷改變激光束的傳輸方向，再經(jīng)過聚焦場鏡將激光束聚焦成直徑較小的圓形光斑后在工件表面進行快速掃描，完成激光清洗過程；其工作臺只能通過豎直方向的運動來改變離焦量，以適應(yīng)不同厚度的待清洗工件。

目前，已有的金屬表面污物激光清洗系統(tǒng)采用的激光器功率較小，清洗效率得到限制。由于采用的光束調(diào)整系統(tǒng)通過二維振鏡系統(tǒng)完成光束對工件表面的掃描，而振鏡往復(fù)擺動的角度范圍有限，當待清洗工件的寬度較大時，需要增大工件表面與光束調(diào)整系統(tǒng)之間的距離，從而會導(dǎo)致照射在工件表面的激光光斑面積過大而使其能量密度過低，無法保證清洗質(zhì)量和清洗效率。而且，由于振鏡在工作時呈往復(fù)擺動狀態(tài)，往復(fù)擺動時振鏡具有一定的慣性，慣性的存在限制了振鏡的擺動頻率，因此，振鏡無法進行高速的往復(fù)擺動，即無法對待清洗件進行高速掃描。可見，基于振鏡的激光清洗系統(tǒng)清洗速度慢，清洗效率低，而且只能清洗尺寸較小的工件，能夠清洗的工件尺寸非常有限。

綜上可見，現(xiàn)有的清洗方法都無法高效率地清洗幅面較大的板材類工件。因此，如何為幅面較大的板材工件提供一種高效率的清洗裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種激光清洗裝置，能夠高效率地清洗幅面較大的板材工件。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種激光清洗裝置，所述激光清洗裝置包括：

移動工作臺，用于放置待清洗件，當所述移動工作臺運動時帶動所述待清洗件水平移動；

激光發(fā)生器，對應(yīng)所述移動工作臺設(shè)置，用于發(fā)射激光；

光束調(diào)整器，與所述激光發(fā)生器對應(yīng)設(shè)置，用于將所述激光調(diào)整為長條狀、且以設(shè)定的掃描速度掃描所述待清洗件的掃描激光；

控制器，分別與所述移動工作臺、所述激光發(fā)生器和光束調(diào)整器連接，用于設(shè)定所述激光發(fā)生器的激光功率、所述移動工作臺的移動速度及所述光束調(diào)整器的所述設(shè)定的掃描速度，并根據(jù)所述移動速度和所述掃描速度確定補償角速度；

旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，分別與所述光束調(diào)整器和控制器連接，用于根據(jù)所述補償角速度帶動所述光束調(diào)整器轉(zhuǎn)動，使所述光束調(diào)整器的掃描軌跡與所述待清洗件的移動方向垂直。

可選的，所述光束調(diào)整器具體包括：

前置準直鏡，所述前置準直鏡的焦點與所述激光發(fā)生器的輸出端重合，用于將所述激光準直為前置平行光束；

線性激光發(fā)生透鏡，對應(yīng)所述前置準直鏡設(shè)置，用于將所述前置平行光束調(diào)整為扇形分布的長條狀激光束；

后置準直鏡，對應(yīng)所述線性激光發(fā)生透鏡設(shè)置，用于將所述扇形分布的長條狀激光束調(diào)整為長條狀后置平行光束，且在所述長條狀后置平行光束的光路上，所述長條狀后置平行光束的長度和寬度固定不變；

多面轉(zhuǎn)鏡，對應(yīng)所述后置準直鏡設(shè)置，且與所述控制器連接，用于當所述多面轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)動時，使與入射的所述長條狀后置平行光束對應(yīng)的出射光束以設(shè)定的掃描速度掃描所述待清洗件。

可選的，所述長條狀后置平行光束的長度范圍是1mm～10mm，寬度范圍是0.02mm～1mm。

可選的，所述控制器根據(jù)預(yù)先存儲的工藝參數(shù)表設(shè)定所述激光發(fā)生器的激光功率、所述移動工作臺的移動速度及所述光束調(diào)整器的所述設(shè)定的掃描速度。

可選的，所述激光清洗裝置還包括與所述控制器連接的運動支架，所述光束調(diào)整器設(shè)置在所述運動支架上，所述控制器根據(jù)所述待清洗件的寬度確定目標高度，并控制所述運動支架運動，帶動所述光束調(diào)整器運動到所述目標高度的位置。

可選的，所述激光清洗裝置還包括吸塵機構(gòu)，對應(yīng)所述移動工作臺設(shè)置，用于清除清洗過程中產(chǎn)生的粉塵。

可選的，所述激光清洗裝置還包括吹氣機構(gòu)，對應(yīng)所述吸塵機構(gòu)設(shè)置，用于將所述粉塵吹入所述吸塵機構(gòu)中。

可選的，所述吹氣機構(gòu)的吹氣方向與所述待清洗件的移動方向相反。

可選的，所述激光清洗裝置還包括水冷系統(tǒng)，所述水冷系統(tǒng)分別與所述激光發(fā)生器和光束調(diào)整器連接。

可選的，所述光束調(diào)整器的所述設(shè)定的掃描速度與所述移動工作臺的運動速度匹配。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的激光清洗裝置，操作者可根據(jù)被清洗工件的實際情況設(shè)置激光發(fā)生器的激光功率、移動工作臺的移動速度及光束調(diào)整器的掃描速度。通過高功率密度的掃描激光配合移動工作臺的運動，將待清洗件表面的膜層進行強力高效的燃燒氣化分解，從而實現(xiàn)快速高效地清洗幅面較大的板材工件的目的，清洗效率很高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中光束調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

現(xiàn)有的熱軋鋼板表面氧化膜清理方式主要為化學(xué)酸洗，酸洗按其生產(chǎn)的方法通常分為：酸法、堿-酸法、氫化物法、電解法等。但在連續(xù)機組上絕大多數(shù)是使用硫酸或鹽酸的酸洗方法。在冶金工廠，帶鋼酸洗設(shè)備目前有三種形式，即半連續(xù)酸洗機組、連續(xù)臥式酸洗機組和連續(xù)塔式酸洗機組。

半連續(xù)酸洗機組也稱推式或推拉式酸洗機組。其工藝操作過程是：開卷——矯直——酸洗(在酸洗槽內(nèi)去除表面氧化膜層)—清洗(烘干)——剪邊(切掉頭尾舌頭)——卷取。

連續(xù)臥式酸洗機組所以被稱為連續(xù)的，是因為將后一卷帶鋼的端頭與前一卷帶鋼的尾端焊接起來，再從酸洗槽內(nèi)連續(xù)通過，待帶鋼到一定的重量，切斷帶鋼，并把卷成的帶鋼卸下。其工藝流程分為三個階段：﹙1﹚原料準備段：上料——拆卷——破碎帶鋼表面氧化膜層——矯直——切頭尾——焊接——光整；﹙2﹚酸洗工藝段：拉矯——酸洗——漂洗——烘干；﹙3﹚成品段：剪邊——涂油——卷取——卸卷。

連續(xù)塔式酸洗機組就是帶鋼連續(xù)在立式塔中運行時，將熱鹽酸溶液噴射到帶鋼的表面，以除去帶鋼表面氧化膜層的方法。帶鋼在塔內(nèi)上下運行一個來回或幾個來回，形成所謂單套或多套連續(xù)塔式酸洗。該機組的頭部設(shè)備和尾部設(shè)備的組成和參數(shù)，一般與臥式機組沒什么區(qū)別。在機組中部有酸洗段、清洗段和干燥段。

在綜合了解酸洗的工藝流程后就不難看出酸洗工藝的主要作用是：﹙1﹚清除熱軋帶鋼表面的氧化膜層和污垢；﹙2﹚按產(chǎn)品寬度切除熱軋帶鋼的邊部；﹙3﹚檢查并清除鋼板表面不利于冷軋的缺陷；﹙4﹚在鋼板表面涂防銹劑或防銹油；﹙5)調(diào)節(jié)鋼卷重量。在了解到酸洗的主要功能和作用后，就可有針對性地去判別熱軋酸洗的酸洗質(zhì)量和鋼板缺陷了。

可見，酸洗需要設(shè)置較大面積的酸洗池，且需要使用大量的酸溶液，長期使用成本較高，酸洗過程效率較低，而且無法清洗幅面較大的板材工件。

本發(fā)明的目的是提供一種激光清洗裝置，能夠高效率地清洗幅面較大的板材工件。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

實施例1：

如圖1所示，用于清洗待清洗件10的激光清洗裝置包括：移動工作臺11、激光發(fā)生器12、光束調(diào)整器13、控制器14、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15、吸塵機構(gòu)16和吹氣機構(gòu)17，其中，

移動工作臺11用于放置待清洗件10，當移動工作臺11運動時帶動待清洗件10水平移動；

激光發(fā)生器12對應(yīng)移動工作臺11設(shè)置，用于發(fā)射激光；

光束調(diào)整器13與激光發(fā)生器12對應(yīng)設(shè)置，用于將激光調(diào)整為長條狀、且以設(shè)定的掃描速度掃描所述待清洗件10的掃描激光；

控制器14，分別與移動工作臺11、激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13連接，用于設(shè)定激光發(fā)生器12的激光功率、移動工作臺11的移動速度及光束調(diào)整器13的掃描速度，光束調(diào)整器12的掃描速度與移動工作臺11的運動速度匹配，控制器根據(jù)移動工作臺11的移動速度和光束調(diào)整器13發(fā)出的掃描激光的掃描速度確定補償角速度。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15，分別與光束調(diào)整器13和控制器14連接，用于根據(jù)補償角速度帶動光束調(diào)整器13轉(zhuǎn)動，使光束調(diào)整器13的掃描軌跡與所述待清洗件10的移動方向垂直，本實施例中的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15為伺服電機。

如圖2所示，光束調(diào)整器13具體包括：

前置準直鏡131，所述前置準直鏡131的焦點與所述激光發(fā)生器12的輸出端重合，用于將光纖130傳輸?shù)募す鉁手睘榍爸闷叫泄馐?。線性激光發(fā)生透鏡132，對應(yīng)所述前置準直鏡131設(shè)置，用于將所述前置平行光束調(diào)整為扇形分布的長條狀激光束。后置準直鏡133，對應(yīng)所述線性激光發(fā)生透鏡132設(shè)置，用于將所述扇形分布的長條狀激光束調(diào)整為長條狀后置平行光束，且在所述長條狀后置平行光束的光路上，所述長條狀后置平行光束的長度和寬度固定不變。本實施例中，所述長條狀后置平行光束的長度范圍是1mm～10mm，寬度范圍是0.02mm～1mm。多面轉(zhuǎn)鏡134對應(yīng)所述后置準直鏡133設(shè)置，且與所述控制器14連接，用于當所述多面轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)動時，使與入射的所述長條狀后置平行光束對應(yīng)的出射光束以設(shè)定的掃描速度掃描所述待清洗件。吸塵機構(gòu)16對應(yīng)移動工作臺11設(shè)置，吹氣機構(gòu)17對應(yīng)吸塵機構(gòu)16設(shè)置，吹氣機構(gòu)17將清洗過程中產(chǎn)生的粉塵吹入吸塵機構(gòu)16中，從而將清洗過程中產(chǎn)生的粉塵清除并收集。優(yōu)選地，吹氣機構(gòu)17的吹氣方向與待清洗件10的移動方向相反。

本實施例中，多面轉(zhuǎn)鏡134包括多面鏡1341和電機1342，多面鏡1341和電機1342連接，電機1342帶動多面鏡1341旋轉(zhuǎn)。

實際應(yīng)用中，可在清洗之前先選取待清洗件的樣品進行試驗，確定清洗工藝參數(shù)并以工藝參數(shù)表的形式存在在控制器中。在后續(xù)的清洗工作中，控制器14根據(jù)預(yù)先存儲的工藝參數(shù)表設(shè)定激光發(fā)生器12的激光功率、移動工作臺11的移動速度及光束調(diào)整器13的設(shè)定的掃描速度。

本實施例中，激光清洗裝置還設(shè)置有與控制器14連接的運動支架，光束調(diào)整器13設(shè)置在運動支架上，控制器14根據(jù)待清洗件10的寬度確定目標高度，并控制運動支架運動，帶動光束調(diào)整器13運動到目標高度的位置。

可選地，光束調(diào)整器13、吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16均可設(shè)置可以帶動其運動的電氣運動裝置，可以實現(xiàn)這些裝置在豎直方向的移動或角度調(diào)整。

為了防止激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13過熱造成性能下降，本實施例還設(shè)置有水冷系統(tǒng)，與激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13連接。激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13均由水冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷卻水經(jīng)過冷卻水管的傳輸進行及時冷卻，其中，水冷系統(tǒng)輸送的冷卻水的流量和速度可以根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)。

采用本實施例的裝置清洗熱軋鋼板表面氧化膜的步驟包括：

1)提供需要進行表面氧化膜去除的熱軋鋼板；

2)確定鋼板的長度、寬度和厚度，設(shè)置確定清洗工藝參數(shù)，根據(jù)工件的寬度和輥筒工作臺的移動速度調(diào)整光束調(diào)整器的高度和角度，同時將吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16調(diào)整到適合的位置與角度，設(shè)置好吹氣量和吸塵量；

3)由激光發(fā)生器12輸出的激光通過光纖傳導(dǎo)至光束調(diào)整器13，并由光束調(diào)整部分進行光束整形后照射在工件表面；

4)通過多面轉(zhuǎn)鏡134的高速轉(zhuǎn)動和輥筒工作臺11的移動速度的相結(jié)合使熱軋鋼板10表面得到均勻高效的清洗。

激光清洗中，把高亮度和方向性好的連續(xù)或脈沖激光，通過光學(xué)聚焦和光斑整形后形成具有特定光斑形狀與能量分布的激光束，照射到被污染的需要清洗的材料位置，其上附著的污染物材料吸收激光能量后，會產(chǎn)生振動、熔化、燃燒，甚至氣化等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過程，并最終使污染物脫離材料表面，同時不損壞材料本身。

本發(fā)明提供的激光清洗裝置能夠有效去除固體表面不同材料和尺寸的臟污粒子及膜層。與傳統(tǒng)的清洗技術(shù)相比，本發(fā)明提供的清洗裝置具有以下有益效果：

清洗精度和清洗效率高，清理速度快，可以在高速掃描條件下對物體表面進行清洗，同時可以通過對激光的控制來精準地控制清洗深度，可以滿足高效率作業(yè)的工業(yè)需求；

激光清洗控制性好，通過控制器來控制清洗全過程，操作簡便，不需要依賴工人的技術(shù)和經(jīng)驗；

環(huán)境友好無污染，激光清洗過程中不使用或產(chǎn)生任何有害環(huán)境的物質(zhì)；

與工作物質(zhì)無接觸，因此不會對物質(zhì)產(chǎn)生變形等損傷；

適應(yīng)性強，適用于不同尺寸和形狀的工件，不同厚度的氧化膜及污物。

實施例2：

如圖3和圖4所示，激光清洗裝置包括：控制器14、激光發(fā)生器12、光束調(diào)整器13、吹氣機構(gòu)17、吸塵機構(gòu)16以及移動工作11和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15?？刂破?4可以控制激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13，使激光發(fā)生器12發(fā)出設(shè)定好工藝參數(shù)的激光束121，并由光纖傳導(dǎo)至光束調(diào)整器13進行光束整形。同時，控制器14還可以控制移動工作臺11的運動，配合吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16的輔助作用使待清洗件10表面得到均勻高效的清洗，從而去除工件表面的氧化膜。本實施例中，移動工作臺11為輥筒工作臺；控制器14包括輸入輸出裝置141、計算機142和控制柜143。

摻釹釔鋁石榴石激光器(nd：yttriumaluminumgarnet，nd：yag)以釔鋁石榴石晶體為其激活物質(zhì)，其晶體內(nèi)的nd原子含量為0.6～1.1％，屬固體激光，可激發(fā)脈沖激光或連續(xù)式激光，發(fā)射的激光為紅外線波長1.064μm。

光纖激光器采用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當適當加入正反饋回路即構(gòu)成諧振腔便可形成激光振蕩輸出。

本實施例中，激光發(fā)生器12為光纖激光器或摻釹釔鋁石榴石激光器，出光方式采用連續(xù)激光形式。激光發(fā)生器12的輸出功率范圍為5kw-100kw的高功率范圍。優(yōu)選地，本實施例中，將激光發(fā)生器12的輸出功率設(shè)置為50kw。

準直鏡是將點光源發(fā)出的發(fā)散式的光束經(jīng)過準直鏡后變成各直線相互垂直的平行光束的裝置。線形激光發(fā)生透鏡也稱為鮑威爾棱鏡，可在一個維度上以扇形發(fā)散一束準直光并產(chǎn)生一條筆直、均勻的激光線。多面轉(zhuǎn)鏡包括電機與多面鏡，多面鏡具有多個反射面，并安裝在電動機的旋轉(zhuǎn)軸上。通過電機的旋轉(zhuǎn)，多面鏡可實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)出大角度、高速的掃描光束。

光束調(diào)整器13中的光束調(diào)整部分包括前置準直鏡131、線形激光發(fā)生透鏡132、后置準直鏡133和多面轉(zhuǎn)鏡134。線形激光發(fā)生透鏡132的擴張角的范圍是15°～90°,可選地，擴張角為30°、45°、60°或75°，優(yōu)選地，擴張角為45°。多面轉(zhuǎn)鏡中的多面鏡可以選擇六面、八面、十面等多面棱鏡，優(yōu)選地，多面鏡為十面棱鏡。

前置準直鏡131固定在其焦點與光纖激光輸出端重合的位置，由光纖激光輸出端以點光源形式輸出的激光經(jīng)過準直鏡調(diào)整后以平行光束的形式進行傳導(dǎo)，之后再經(jīng)過線形激光發(fā)生透鏡132的調(diào)整變成均勻分布的扇形激光，該扇形激光照射在物體表面形成寬度很窄的長條狀。扇形激光經(jīng)過后置準直鏡133調(diào)整后變成光線之間平行傳導(dǎo)的激光束，配合多面轉(zhuǎn)鏡134的高速轉(zhuǎn)動使激光在工件表面上形成一條均勻的寬度很窄的長條狀激光并進行高速掃描，長條狀激光的長度范圍是1mm-10mm，寬度范圍是0.02mm-1mm。

吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16根據(jù)控制器發(fā)出的指令進行吹氣量和吸塵量的調(diào)節(jié)，同時控制器14可以控制運動支架上的運動裝置帶動吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16在豎直方向上的運動和繞各自軸線的轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)吹氣口和吸塵口相對激光清洗位置的距離和角度。吹氣機構(gòu)17的吹氣口和吸塵機構(gòu)16的吸塵口與待清洗工件表面的夾角優(yōu)選為30°～45°，且吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16與激光作用處優(yōu)選保持距離在50～150mm之間。一方面，可以將清洗掉的粉塵及時吹離工件表面并及時被吸收處理，以防止飄動的粉塵被激光照射融化后再次附著在已經(jīng)清洗過的表面，另一方面利用氣流使工件表面進行降溫，防止工件表面溫度過高而產(chǎn)生應(yīng)力或變形。

輥筒工作臺11接收控制器的指令，使輥筒按照設(shè)定好的運動速度和旋轉(zhuǎn)方向帶動工件進行移動，完成激光清洗作業(yè)。圖中161為吸塵氣流，171為吹氣氣流，可見，工件移動方向與吹氣方向相反，以保證清洗產(chǎn)生的粉塵不會再次被激光照射而熔化后粘附在工件表面造成二次污染。雙層運動支架19包括上層運動支架和下層運動支架。上層運動支架上設(shè)置有與光束調(diào)整器13連接的第一運動裝置，可以帶動光束調(diào)整器13進行清洗過程中的實時豎直方向的運動，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15也設(shè)置在上層支架上，帶動光速調(diào)整器13按照補償角速度在豎直方向轉(zhuǎn)動，使光束調(diào)整器13的掃描軌跡與待清洗件10的移動方向垂直。

下層支架上設(shè)置的第二運動裝置和吹氣機構(gòu)17連接，可以帶動吹氣機構(gòu)17運動到預(yù)設(shè)的位置和角度。設(shè)置在單層運動支架18上的第三運動裝置和吸塵機構(gòu)16連接，可以按照控制器預(yù)設(shè)的指令帶動吸塵機構(gòu)16運動到指定位置和角度。

光束調(diào)整器13可以在控制器14控制的運動支架的帶動下進行豎直方向的移動，以適應(yīng)不同寬度和厚度的待清洗工件。同時，光束調(diào)整器13與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)15連接，可以根據(jù)預(yù)設(shè)工藝參數(shù)繞豎直方向進行一定的角度轉(zhuǎn)動，使得待清洗工件10隨輥筒工作臺11運動過程中，激光束在工件表面掃描的軌跡與工件運動方向始終垂直。而傳統(tǒng)的激光清洗裝置中，由于振鏡在往復(fù)轉(zhuǎn)動時具有一定的慣性，因此無法達到超高速度的往復(fù)擺動，加上經(jīng)過聚焦場鏡聚焦后照射在工件表面的圓形激光光斑尺寸較小，而工作臺無法進行二維范圍內(nèi)的運動，因此其清洗速度慢，效率低。本實施例中，光纖將激光發(fā)生器12輸出的激光傳導(dǎo)至光束調(diào)整器13，光束調(diào)整器13將激光束調(diào)整后在輸入輸出裝置工件表面照射形成很窄的長條狀，通過高功率密度的激光的作用配合輥筒工作臺11的運動使熱軋鋼板表面氧化膜得到強力高效的燃燒氣化分解，清洗效率很高。

激光器發(fā)生器12和光束調(diào)整器13均由水冷系統(tǒng)20產(chǎn)生的冷卻水經(jīng)過冷卻水管的傳輸進行及時冷卻，以防止激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13過熱造成性能下降。水冷系統(tǒng)20輸送的冷卻水的流量和速度可以根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)。

輸入輸出裝置141與計算機142相連，用來輸入和顯示各項工藝參數(shù)和控制指令，可選的，輸入輸出裝置141為觸摸屏；計算機142和控制柜143相連，計算機142將可視化的參數(shù)和指令轉(zhuǎn)化成機器可識別的指令并發(fā)送給控制柜143；控制柜143與激光發(fā)生器12、光束調(diào)整器13、吹氣機構(gòu)17、吸塵機構(gòu)16和輥筒工作臺11相連，實現(xiàn)多者的協(xié)調(diào)同步控制工作。激光發(fā)送器12和光束調(diào)整器13均由水冷系統(tǒng)20輸送出來的冷卻水進行及時冷卻，避免由于長時間工作造成設(shè)備過熱而導(dǎo)致設(shè)備性能下降或損壞。

采用本實施例的激光清洗裝置清洗熱軋鋼板的具體實施過程如下：

首先，將待清洗的熱軋鋼板放置在輥筒工作臺11上，使鋼板兩側(cè)邊緣距離輥筒工作臺11兩側(cè)距離相等。接通控制器14、激光發(fā)生器12、光束調(diào)整器13、吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16以及輥筒工作臺11的電源，使這些裝置均處于待工作狀態(tài)。開啟水冷系統(tǒng)20，設(shè)定工作溫度為20℃。由于在自然狀態(tài)下水冷系統(tǒng)20中的水與室溫保持統(tǒng)一溫度，因此應(yīng)先讓水冷系統(tǒng)進行工作，使冷卻水達到設(shè)定溫度。

然后，通過輸入輸出裝置141輸入待清洗鋼板的尺寸，并通過輸入輸出裝置141設(shè)置清洗工藝參數(shù)，如激光功率、輥筒工作臺11轉(zhuǎn)動速度、光束調(diào)整器13在豎直方向的位置和角度、吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16的位置和角度、吹氣量和吸塵量等。單擊輸入輸出裝置141顯示屏上的“清洗”按鈕，計算機142將通過控制柜143首先將吹氣和吸塵指令發(fā)送給吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16，兩者到達指定位置和角度并按照預(yù)設(shè)吹氣量或吸塵量進行工作。與此同時，控制柜143將指令發(fā)送給光束調(diào)整器13，光束調(diào)整器13按照指令在運動支架的帶動下運動至指定位置。完成上述過程后，控制柜143將出光指令發(fā)送給激光發(fā)生器12，激光發(fā)生器12發(fā)出的激光經(jīng)光纖傳導(dǎo)至光束調(diào)整器12，激光經(jīng)過整形后以長條狀激光的形式發(fā)出，在待清洗工件10表面照射并高速掃描。與此同時，控制柜143對輥筒工作臺11發(fā)出指令，使其按照預(yù)設(shè)速度進行運動，帶動工件進行移動，使長條狀激光在工件表面均勻掃描。在上述過程的配合下，激光束使氧化膜外層燃燒氣化、內(nèi)層與工件表面發(fā)生熱膨脹而產(chǎn)生相對位移、氧化膜發(fā)生共振破碎，從而使工件表面的氧化膜得到去除。

清洗完成后，先關(guān)閉激光發(fā)生器12，然后分別關(guān)閉控制器14和水冷系統(tǒng)20，最后關(guān)閉總電源。

本實施例中，控制器14控制激光發(fā)生器12和光束調(diào)整器13，對激光發(fā)生器輸出的激光進行工藝參數(shù)的設(shè)置和光束形狀調(diào)整。同時，控制器14控制吹氣機構(gòu)17和吸塵機構(gòu)16，保證在清洗過程中產(chǎn)生的粉塵始終被吹離工件表面并被收集處理。光束調(diào)整器13將激光調(diào)整成寬度很窄的長條狀，在其自帶的多面轉(zhuǎn)鏡的作用下對工件表面進行高速掃描，配合輥筒工作臺完成熱軋鋼板表面的氧化膜的清洗。因此，本發(fā)明提供的激光清洗裝置，能夠?qū)彳堜摪灞砻嫜趸みM行高效高質(zhì)、環(huán)境友好、適應(yīng)性強的清洗作業(yè)，能夠使清洗后的熱軋鋼板表面達到合理范圍內(nèi)的表面粗糙度和金屬光澤，獲得令人滿意的清洗效果。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。