本發(fā)明屬于激光清洗領(lǐng)域，具體涉及一種雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置。

背景技術(shù)：

清洗是針對材料表面的污物、銹斑或涂層，利用化學(xué)或物理原理使其發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，即達(dá)到清除對象表面附著物或表面涂層，獲得清潔的材料表面。

目前國內(nèi)外的表面清洗技術(shù)主要有化學(xué)清洗和物理清洗兩類?；瘜W(xué)清洗主要是利用化學(xué)反應(yīng)去除污物中的主要化學(xué)成分，由于清洗不徹底及清洗時(shí)排放大量酸、鹽等，既污染環(huán)境又腐蝕設(shè)備，所以應(yīng)用的范圍較小。相比之下，物理清洗方法是在污垢處施加物理作用(如熱、攪拌摩擦、研磨、壓力等)使其脫落，主要有以下幾種方法：

1)干冰清洗：將干冰顆粒作為噴射介質(zhì)用于清理各種頑固的油脂及混合附著物。研究表明，干冰清洗應(yīng)用于從金屬物質(zhì)上清除非金屬污垢時(shí)效果最為明顯，因此大量用于清洗精密零件和模具的有機(jī)殘留物或污染物，不足之處在于對頑固的金屬氧化物則難以清洗徹底。

2)氣體爆破清洗：一般以惰性氣體或氮?dú)庾鳛楣ぷ鹘橘|(zhì)，當(dāng)儲存在密閉容器內(nèi)的壓縮氣體被突然釋放時(shí)，壓縮氣體將通過氣體排放口向外快速流動同時(shí)氣體體積發(fā)生膨脹，產(chǎn)生的震動和沖擊波可以把附著在材料表面的污染物震落，隨壓縮氣體一起離開材料表面。氣體爆破清洗對于各類油墨、油漆和涂料等頑固污漬表現(xiàn)出良好的性能，波音、空客等著名航空制造公司以及美國空軍均在使用氣體爆破法清洗技術(shù)為飛機(jī)脫漆，但是其不足之處在于耗材成本較高、清洗深度有限，存在微觀殘留及機(jī)械應(yīng)力變形等問題。

3)高壓水射流清洗：具有很大穿透能力的高速水射流，通過沖蝕、切割、崩裂、剝離等原理來清除各類管道、冷換設(shè)備、容器、反應(yīng)釜、反應(yīng)塔等設(shè)備及材料表面上的高聚物、水垢、沉積物等。在各種清洗作業(yè)中，水射流清洗技術(shù)較之其它方式因具有明顯的成本低、速度快、質(zhì)量高(洗凈率達(dá)99％以上)等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到青睞。一些重要工業(yè)部門，如石油石化企業(yè)、制糖業(yè)、火力發(fā)電廠等，已推廣應(yīng)用了高壓水射流清洗技術(shù)，并取得了顯著成效。但是，高壓水射流清洗的重要不足在于會產(chǎn)生大量污染、有毒廢水，以及也存在微觀殘留及機(jī)械應(yīng)力變形等問題。

4)超聲波清洗：利用超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊波來實(shí)現(xiàn)除油、防銹和磷化等，配合化學(xué)試劑調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，具有清潔度高、清洗速度快的特點(diǎn)。超聲波清洗技術(shù)的不足之處在于受限于清洗池設(shè)備尺寸，一般只適用于小型零部件的車間內(nèi)清洗，難以做到大型零件的在線清洗，并且同樣會產(chǎn)生大量污染、有毒廢水。

激光清洗是近年來興起的一種新型綠色環(huán)保表面清洗技術(shù)。它通過無機(jī)械接觸的方式，使激光直接作用在污染物/氧化層上，使污染物直接發(fā)生氣化、燒蝕、光分解，最終實(shí)現(xiàn)精確可控的表面污染物/氧化層薄層去除，具有清洗質(zhì)量高、無耗材、效率高且不產(chǎn)生污染廢水的突出優(yōu)點(diǎn)。激光清洗不需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液，清洗下來的廢料基本上都是固體粉末，體積小、易于存放、可回收，可以輕易解決化學(xué)清洗帶來的環(huán)境污染問題；激光可以通過光纖傳輸，與機(jī)器手和機(jī)器人相配合，方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位，這在一些危險(xiǎn)的場所使用可以確保人員的安全；激光清洗能夠清除各種材料表面的各種類型的污染物，達(dá)到常規(guī)清洗無法達(dá)到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的污染物。目前，激光清洗已經(jīng)成功應(yīng)用于碳鋼表面除銹、青銅類/石質(zhì)類文物除污、飛機(jī)表面除漆、橡膠模具表面除殘留物、印刷電路板清洗等眾多領(lǐng)域。

然而，目前市面上各種激光清洗設(shè)備，仍然存在著諸多不足之處：

1)大部分的激光清洗機(jī)為手持式設(shè)備，操控方式完全依賴操作者手持清洗加工頭，并依靠人眼(或借助距離傳感器)保持激光束在工件表面的合理聚焦范圍，精度差、體力耗費(fèi)大，清洗效率不高。

2)一般均采用單一波長的脈沖激光器進(jìn)行清洗加工，完全依賴高斯激光束的重疊掃描將材料表面的污染物燒蝕去除，受限于不同材料對單一波長激光能量的吸收率以及激光與物質(zhì)相互作用機(jī)理差異，難以針對多種成分(金屬銹蝕、有機(jī)高分子附著物、無機(jī)氧化物等)的復(fù)合型污染物進(jìn)行徹底清除，清洗質(zhì)量不高，不能勝任復(fù)雜污染物的超精細(xì)清洗需求。

3)如何控制激光能量和掃描策略，防止對材料基底的損傷仍然是激光清洗領(lǐng)域需要解決的重要技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠提高清洗加工精度、質(zhì)量和效率的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，包括工作臺、x-y電動模組、旋轉(zhuǎn)臺組件、激光清洗組件和z向升降臺；

x-y電動模組固定安裝在工作臺上，旋轉(zhuǎn)臺組件安裝在x-y電動模組上，可由x-y電動模組帶動做x-y二維平面運(yùn)動；

所述z向升降臺安裝在工作臺上，激光清洗組件安裝在z向升降臺的升降板上，并位于旋轉(zhuǎn)臺組件的上方，激光清洗組件可由升降板帶動沿z向上下運(yùn)動；

所述激光清洗組件包括激光器、傳輸光纖、吹氣噴嘴、激光測距傳感器、振鏡掃描系統(tǒng)和雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)；

所述激光器發(fā)射的激光束經(jīng)傳輸光纖的傳輸，入射至雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)；

所述振鏡掃描系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)將入射的激光束先后經(jīng)由電機(jī)驅(qū)動的偏轉(zhuǎn)掃描鏡片反射和固定焦距物鏡透射后出射，聚焦于工件表面，并使激光束按設(shè)定軌跡在工件表面進(jìn)行掃描運(yùn)動；

所述激光測距傳感器固定安裝在振鏡掃描系統(tǒng)的側(cè)面，激光測距傳感器用于實(shí)時(shí)反饋振鏡掃描系統(tǒng)與工件表面的相對距離值，為z向升降臺的調(diào)節(jié)運(yùn)動提供控制驅(qū)動數(shù)據(jù)；

所述吹氣噴嘴安裝在振鏡組件的側(cè)面，吹氣噴嘴連接外部氣源，用于在加工過程中同時(shí)開啟吹氣以增強(qiáng)清洗效果；

所述雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)作為光路子系統(tǒng)具有輸入端和輸出端，其中輸入端與激光器之間通過傳輸光纖相連，激光器輸出的單波長高斯激光束經(jīng)由傳輸光纖進(jìn)入雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)，經(jīng)過內(nèi)部光學(xué)變換后輸出雙波長復(fù)合整形光束，所述雙波長復(fù)合整形光束是由高斯能量分布的內(nèi)圓短波長激光和貝塞爾能量分布的外環(huán)形長波長激光構(gòu)成的環(huán)形中心激光束；雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)的輸出端與振鏡掃描系統(tǒng)的激光束入射端固定連接，使得雙波長復(fù)合整形光束成為振鏡掃描系統(tǒng)的入射激光束。

優(yōu)選的，所述雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)包括光纖接頭、分束鏡、第一安裝架、錐透鏡組合系統(tǒng)、空間合束鏡、第二安裝架、第一45度反射鏡、倍頻系統(tǒng)、第二45度反射鏡、上板、底板和立柱；底板通過四根立柱與上板連接；分束鏡通過第一安裝架安裝在上板上，空間合束鏡通過第二安裝架安裝在上板上，錐透鏡組合系統(tǒng)設(shè)置在分束鏡與空間合束鏡之間并固定在上板上，三者光軸重合；第一45度反射鏡、倍頻系統(tǒng)、第二45度反射鏡依次設(shè)置在底板上，第一45度反射鏡與第二45度反射鏡的光軸重合；所述錐透鏡組合系統(tǒng)用于進(jìn)行光束整形，獲得貝塞爾環(huán)形激光束；所述光纖接頭、分束鏡、第一安裝架、錐透鏡組合系統(tǒng)、空間合束鏡、第一45度反射鏡、倍頻系統(tǒng)和第二45度反射鏡的安裝方位應(yīng)使得：由光纖接頭接入的單波長高斯激光束入射至分束鏡，經(jīng)由分束鏡分為a束和b束，且a束和b束中的一束沿原方向行進(jìn)，另一束的行進(jìn)方向則轉(zhuǎn)折90度，a束入射至錐透鏡組合系統(tǒng)，通過錐透鏡組合系統(tǒng)輸出貝塞爾環(huán)形激光束，再入射至空間合束鏡；b束入射至第一45度反射鏡，經(jīng)第一45度反射鏡的轉(zhuǎn)折后入射至倍頻系統(tǒng)，獲得波長變?yōu)樵斎爰す馐?/2、1/3或1/4波長的短波長高斯激光束，再經(jīng)第二45度反射鏡轉(zhuǎn)折入射至空間合束鏡；a束和b束激光經(jīng)空間合束鏡的合束后出射雙波長復(fù)合整形光束。

優(yōu)選的，在振鏡掃描系統(tǒng)的側(cè)面還安裝有一ccd工業(yè)相機(jī)組件，其視場對應(yīng)于振鏡掃描系統(tǒng)的聚焦加工平面的掃描范圍，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測激光清洗質(zhì)量。

優(yōu)選的，所述振鏡掃描系統(tǒng)包括振鏡保護(hù)殼、電機(jī)驅(qū)動的偏轉(zhuǎn)掃描鏡片、固定焦距物鏡安裝套筒和固定焦距物鏡，電機(jī)驅(qū)動的偏轉(zhuǎn)掃描鏡片通過定位板固定在振鏡保護(hù)殼側(cè)壁上，固定焦距物鏡安裝套筒通過螺紋配合安裝在振鏡保護(hù)殼底部，固定焦距物鏡與固定焦距物鏡安裝套筒通過螺紋配合實(shí)現(xiàn)同軸裝配。

優(yōu)選的，所述z向升降臺包括伺服電機(jī)、升降板、z軸電動模組和底座，其中伺服電機(jī)與z軸電動模組相連，升降板與z軸電動模組的螺母座連接，在伺服電機(jī)驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)z向升降運(yùn)動，底座一面連接z軸電動模組，另一面固定安裝在工作臺上。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)臺組件包括加工臺、固定板、高精密旋轉(zhuǎn)臺和千分尺旋鈕，高精密旋轉(zhuǎn)臺通過固定板安裝在y方向電動模組的滑板上，加工臺通過孔配合定位在高精密旋轉(zhuǎn)臺上，通過調(diào)節(jié)千分尺旋鈕可實(shí)現(xiàn)加工臺順逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)；所述x-y電動模組由y方向電動模組和x方向電動模組組成，x方向電動模組與y方向電動模組垂直交錯(cuò)放置，工件固定在加工臺上，并在x-y電動模組裝置和高精密旋轉(zhuǎn)臺聯(lián)合作用下可實(shí)現(xiàn)x/y方向直線、弧線、不同斜度的激光清洗。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，通過將輸入的高斯激光束經(jīng)由分束鏡一分為二，一束再由錐透鏡組合系統(tǒng)進(jìn)行光束整形，獲得貝塞爾環(huán)形激光束，另一束則通過倍頻系統(tǒng)，獲得波長變?yōu)樵斎爰す馐?/2、1/3或1/4波長的短波長高斯激光束，隨后貝塞爾環(huán)形激光束和短波長高斯激光束再由空間合束鏡組合為雙波長復(fù)合整形光束，經(jīng)振鏡掃描系統(tǒng)后聚焦于材料表面完成激光清洗加工。由于采用了這種激光束時(shí)空參數(shù)特殊調(diào)節(jié)的雙波長復(fù)合整形光束，一方面實(shí)現(xiàn)了將兩種不同波長激光束同時(shí)作用于材料表面(典型的波長組合包括1064nm/532nm、1064nm/355nm、532nm/266nm、1064nm/266nm等)，從而使得可以同時(shí)對多種成分(金屬銹蝕、有機(jī)高分子附著物、無機(jī)氧化物等)的復(fù)合型污染物進(jìn)行徹底清除；另一方面實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)激光束的單一高斯能量分布整形為復(fù)合能量分布，即由高斯能量分布的內(nèi)圓短波長激光+貝塞爾能量分布的外環(huán)形長波長激光構(gòu)成的環(huán)形中心激光束，這種復(fù)合能量分布實(shí)現(xiàn)了激光清洗掃描路徑上的多波長復(fù)合清洗，某處污染物先后由長波長的貝塞爾激光束、短波長的高斯激光束、長波長的貝塞爾激光束進(jìn)行三次重疊掃描，大大增強(qiáng)了清洗的均勻性和精細(xì)程度，并且環(huán)形間隔有效減小了對材料基底的損傷特性，使清洗質(zhì)量得到大幅度提高。

2、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，將輸入的單一高斯激光束變換為雙波長復(fù)合整形光束，其中一束由倍頻系統(tǒng)變?yōu)榫G光或紫外超短波長，該部分超短波長激光對常見的高分子有機(jī)物等污染物是打破化學(xué)鍵的“冷剝離”作用機(jī)理，因此一方面可以提升對該類污染物的清洗質(zhì)量，還可以有效減小激光束的熱累積效應(yīng)，這可以有效減小對材料基底的損傷特性，使清洗質(zhì)量得到大幅度提高、清洗深度更加可控，可以勝任復(fù)雜污染物的超精細(xì)清洗需求。

3、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，將輸入的單一高斯激光束變換為雙波長復(fù)合激光束，由于兩束激光傳輸路徑存在光程差，使得在時(shí)間特性上，原單一脈沖激光分裂為不同波長的兩個(gè)脈沖激光的合成，通過設(shè)計(jì)不同的光程差，可以實(shí)現(xiàn)不同的合成脈沖間隔，這種通過光學(xué)自變換使得清洗工件的激光束波長、能量的時(shí)空分布均得到可控調(diào)節(jié)的加工光路設(shè)計(jì)，可以有效提高清洗精度、清洗質(zhì)量，有效減小對材料基底的損傷特性，從而滿足電子、生物等領(lǐng)域的超精密清洗需求。

4、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，不同于傳統(tǒng)手持式激光清洗機(jī)，采用了多種測控手段以及x-y電動模組、旋轉(zhuǎn)臺組件構(gòu)成了閉環(huán)控制，可以實(shí)現(xiàn)加工焦距的自適應(yīng)、高精度控制，并且加工工件由電動工作臺裝夾驅(qū)動，大大減輕了操作強(qiáng)度，提升了清洗加工質(zhì)量和效率。

5、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置采用了x-y電動模組、旋轉(zhuǎn)臺組件組合而成的具有三個(gè)自由度的工件裝夾變位機(jī)構(gòu)，運(yùn)動精度高，工件空間姿態(tài)靈活可調(diào)，加上可以獨(dú)立控制升降的振鏡掃描系統(tǒng)(z向升降臺控制)，針對不同類型的工件和加工場合，可以實(shí)現(xiàn)平面加工，也可以實(shí)現(xiàn)斜面加工、異型溝槽面的精密定位、尋焦和清洗加工。

6、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置采用了封閉式光路結(jié)構(gòu)，設(shè)置了吹氣機(jī)構(gòu)增強(qiáng)清洗效果，也同時(shí)設(shè)置了吸塵機(jī)構(gòu)使得大部分煙塵被同步收集，既保護(hù)了加工頭免受污染，也保護(hù)了操作者的良好工作環(huán)境。

7、本發(fā)明的雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，還設(shè)置了ccd檢測系統(tǒng)，可以對清洗過程進(jìn)行監(jiān)控和閉環(huán)反饋。因此，結(jié)合控制軟件的路徑規(guī)劃、姿態(tài)自動調(diào)整功能，可以實(shí)現(xiàn)該雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置針對復(fù)雜型面工件的自適應(yīng)清洗加工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為x-y電動模組和旋轉(zhuǎn)臺組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為z向升降臺的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為激光清洗組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為振鏡掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為錐透鏡組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1-7所示，本發(fā)明提供了一種雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，包括工作臺1、x-y電動模組2、旋轉(zhuǎn)臺組件3、激光清洗組件4和z向升降臺5。

x-y電動模組2固定安裝在工作臺1上，旋轉(zhuǎn)臺組件3安裝在x-y電動模組2上，可由x-y電動模組2帶動做x-y二維平面運(yùn)動。

所述z向升降臺5安裝在工作臺1上，激光清洗組件4安裝在z向升降臺5的升降板502上，并位于旋轉(zhuǎn)臺組件3的上方，激光清洗組件4可由升降板502帶動沿z向上下運(yùn)動，這樣可以調(diào)節(jié)激光清洗組件4出射端與工件表面的相對距離以保持出射激光束始終聚焦于工件表面的當(dāng)前激光束掃描位置。

具體的講，所述z向升降臺5包括伺服電機(jī)501、升降板502、z軸電動模組503和底座504，其中伺服電機(jī)501與z軸電動模組503相連，升降板502與z軸電動模組503的螺母座連接，在伺服電機(jī)501驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)z向升降運(yùn)動，底座504一面連接z軸電動模組503，另一面固定安裝在工作臺1上。

所述旋轉(zhuǎn)臺組件3包括加工臺301、固定板302、高精密旋轉(zhuǎn)臺303和千分尺旋鈕304，高精密旋轉(zhuǎn)臺303通過固定板302安裝在y方向電動模組201的滑板上，加工臺301通過孔配合定位在高精密旋轉(zhuǎn)臺303上，通過調(diào)節(jié)千分尺旋鈕304可實(shí)現(xiàn)加工臺301順逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)。

所述x-y電動模組2由y方向電動模組201和x方向電動模組202組成，x方向電動模組202與y方向電動模組201垂直交錯(cuò)放置，工件固定在加工臺301上，并在x-y電動模組裝置2和高精密旋轉(zhuǎn)臺303聯(lián)合作用下可實(shí)現(xiàn)x/y方向直線、弧線、不同斜度的激光清洗。

所述激光清洗組件4包括激光器、傳輸光纖、吹氣噴嘴402、激光測距傳感器403、振鏡掃描系統(tǒng)404和雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409。

所述激光器發(fā)射的激光束經(jīng)傳輸光纖的傳輸，入射至雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409。

所述振鏡掃描系統(tǒng)404用于實(shí)現(xiàn)將入射的激光束先后經(jīng)由電機(jī)驅(qū)動的偏轉(zhuǎn)掃描鏡片反射和固定焦距物鏡透射后出射，聚焦于工件表面，并使激光束按設(shè)定軌跡在工件表面進(jìn)行掃描運(yùn)動。

所述激光測距傳感器403固定安裝在振鏡掃描系統(tǒng)404的側(cè)面，激光測距傳感器403用于實(shí)時(shí)反饋振鏡掃描系統(tǒng)404與工件表面的相對距離值，為z向升降臺5的調(diào)節(jié)運(yùn)動提供控制驅(qū)動數(shù)據(jù)。

所述吹氣噴嘴402安裝在振鏡組件40404的側(cè)面，吹氣噴嘴402連接外部氣源，用于在加工過程中同時(shí)開啟吹氣以增強(qiáng)清洗效果。

所述雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409作為光路子系統(tǒng)具有輸入端和輸出端，其中輸入端與激光器之間通過傳輸光纖相連，即激光器輸出的單波長高斯激光束經(jīng)由傳輸光纖進(jìn)入雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409，經(jīng)過內(nèi)部光學(xué)變換后輸出雙波長復(fù)合整形光束，即由高斯能量分布的內(nèi)圓短波長激光+貝塞爾能量分布的外環(huán)形長波長激光構(gòu)成的環(huán)形中心激光束，雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409的輸出端與振鏡掃描系統(tǒng)404的激光束入射端固定連接，使得雙波長復(fù)合整形光束成為振鏡掃描系統(tǒng)404的入射激光束。

優(yōu)選的，在振鏡掃描系統(tǒng)404的側(cè)面還安裝有一ccd工業(yè)相機(jī)組件401，其視場對應(yīng)于振鏡掃描系統(tǒng)404的聚焦加工平面的掃描范圍，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測激光清洗質(zhì)量。

本實(shí)施例中雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409的外部設(shè)置有鈑金外殼407，鈑金外殼407通過工形法蘭406與振鏡掃描系統(tǒng)404連接，鈑金外殼407的上方安裝有兩個(gè)把手408，即操作者可以通過兩個(gè)把手408將激光清洗組件4整體提起、移動或者替代z向升降臺5的作用。

所述振鏡掃描系統(tǒng)404包括振鏡保護(hù)殼40401、電機(jī)驅(qū)動的偏轉(zhuǎn)掃描鏡片40402(單軸一維或雙軸二維)、固定焦距物鏡安裝套筒40403和固定焦距物鏡40404(f-theta鏡或遠(yuǎn)心物鏡)，電機(jī)驅(qū)動的偏轉(zhuǎn)掃描鏡片40402通過定位板固定在振鏡保護(hù)殼40401側(cè)壁上，固定焦距物鏡安裝套筒40403通過螺紋配合安裝在振鏡保護(hù)殼40401底部，固定焦距物鏡40404與固定焦距物鏡安裝套筒40403通過螺紋配合實(shí)現(xiàn)同軸裝配。

所述雙波長復(fù)合整形系統(tǒng)409包括光纖接頭901、分束鏡902、第一安裝架903、錐透鏡組合系統(tǒng)904、空間合束鏡905、第二安裝架906、第一45度反射鏡907、倍頻系統(tǒng)908、第二45度反射鏡909、上板910、底板911和立柱912。底板911通過四根立柱912與上板910連接；光纖接頭901通過孔配合安裝在鈑金外殼407后方通孔處，分束鏡902通過第一安裝架903安裝在上板910上，空間合束鏡905通過第二安裝架906安裝在上板910上，錐透鏡組合系統(tǒng)904設(shè)置在分束鏡902與空間合束鏡905之間并固定在上板910上，三者光軸重合。第一45度反射鏡907、倍頻系統(tǒng)908、第二45度反射鏡909依次設(shè)置在底板911上，第一45度反射鏡907與第二45度反射鏡909的光軸重合。

所述錐透鏡組合系統(tǒng)904用于進(jìn)行光束整形，獲得貝塞爾環(huán)形激光束。其包括第一錐透鏡座9041、第一錐透鏡9042、第一滑塊9043、導(dǎo)軌9045、第二錐透鏡座9046、第二錐透鏡9047和第二滑塊9048。導(dǎo)軌9045安裝在上板910上，第一滑塊9043和第二滑塊9048均安裝在導(dǎo)軌9045上，第一滑塊9043和第二滑塊9048上均設(shè)置有一旋鈕9044。第一錐透鏡9042通過第一錐透鏡座9041安裝在第一滑塊9043上，第二錐透鏡9047通過第二錐透鏡座9046安裝在第二滑塊9048上。所述第一錐透鏡9042和第二錐透鏡9047的光軸重合。

所述光纖接頭901、分束鏡902、第一安裝架903、錐透鏡組合系統(tǒng)904、空間合束鏡905、第一45度反射鏡907、倍頻系統(tǒng)908和第二45度反射鏡909的安裝方位應(yīng)使得由光纖接頭901接入的單波長高斯激光束入射至分束鏡902，經(jīng)由分束鏡902一分為二，可分別稱之a(chǎn)束和b束(a束和b束的能量分配比例由分束鏡902的反射透射比決定，且a束和b束中的一束沿原方向行進(jìn)，另一束的行進(jìn)方向則轉(zhuǎn)折90度)，a束入射至錐透鏡組合系統(tǒng)904，通過錐透鏡組合系統(tǒng)904輸出貝塞爾環(huán)形激光束，再入射至空間合束鏡905；b束入射至第一45度反射鏡907，經(jīng)第一45度反射鏡907的轉(zhuǎn)折后入射至倍頻系統(tǒng)908，獲得波長變?yōu)樵斎爰す馐?/2、1/3或1/4波長的短波長高斯激光束，再經(jīng)第二45度反射鏡909轉(zhuǎn)折入射至空間合束鏡905；a束和b束激光經(jīng)空間合束鏡905的合束后出射雙波長復(fù)合整形光束，即由高斯能量分布的內(nèi)圓短波長激光+貝塞爾能量分布的外環(huán)形長波長激光構(gòu)成的環(huán)形中心激光束。

上述雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置，包括了眾多標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)元件，如傳輸光纖接頭、分束鏡、轉(zhuǎn)折反射鏡、錐透鏡組合系統(tǒng)、空間合束鏡、偏振掃描鏡片、聚焦物鏡等等，若無特別說明，均要求其光學(xué)鏡座帶有姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)，使得激光束沿各光學(xué)元件標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)的中心光軸方向入射和出射。

上述雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置的工作原理為：

由光纖接頭901接入的單波長高斯激光束入射至分束鏡902，經(jīng)由分束鏡902一分為二，一束經(jīng)由錐透鏡組合系統(tǒng)904輸出貝塞爾環(huán)形激光束入射至空間合束鏡905；另一束經(jīng)由反射鏡轉(zhuǎn)折后進(jìn)入倍頻系統(tǒng)908，輸出波長變?yōu)樵斎爰す馐?/2、1/3或1/4波長的短波長高斯激光束，再經(jīng)由反射鏡轉(zhuǎn)折后入射至空間合束鏡905，經(jīng)空間合束鏡905的合束后出射雙波長復(fù)合整形光束，再經(jīng)振鏡掃描系統(tǒng)后聚焦于材料表面完成激光清洗加工。

加工過程中，可以通過x-y電動模組2、旋轉(zhuǎn)臺組件3、z向升降臺5和激光測距傳感器403的閉環(huán)控制與驅(qū)動，使得振鏡掃描系統(tǒng)404出射的激光束始終聚焦于工件表面的當(dāng)前激光束掃描位置。

加工過程中，可以同時(shí)開啟吹氣機(jī)構(gòu)增強(qiáng)清洗效果，本發(fā)明還可以增設(shè)吸塵機(jī)構(gòu)，使得清洗產(chǎn)生的大部分煙塵被同步收集，還可以開啟ccd工業(yè)相機(jī)組件401對清洗過程進(jìn)行監(jiān)控和閉環(huán)反饋，結(jié)合控制軟件的路徑規(guī)劃、姿態(tài)自動調(diào)整功能，實(shí)現(xiàn)該雙波長復(fù)合能量分布的臺式激光精密清洗裝置的自適應(yīng)清洗加工。

本發(fā)明可改變?yōu)槎喾N方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本發(fā)明的范圍。所有這樣的對所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。