一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备与方法技术

本申请适用于激光加工技术领域，提供了一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备与方法，一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备包括用于承载工件的工作台组件、能够产生红外激光、绿光激光和紫外激光的激光光源组件、设置于激光的光路上的光路切换组件、第一物镜组件，以及第二物镜组件；第一物镜组件和第二物镜组件均设置于工作台组件用于承载工件的一侧，光路切换组件能够在第一状态和第二状态之间切换以分别将激光偏折至第一物镜组件和第二物镜组件。通过设置具有第一状态和第二状态的光路切换组件，可以控制激光分别偏折并耦合至第一物镜组件和第二物镜组件，可以在同一台激光加工装置上实现激光清洗和激光冲击强化加工。激光冲击强化加工。激光冲击强化加工。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备与方法


[0001]本申请涉及激光加工
，特别涉及一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备与方法。

技术介绍

[0002]激光清洗和激光冲击强化加工是一种将光的能量经过聚焦后在焦点上达到极高的能量密度，进而通过光的光效应或者热效应来实现表面加工的技术。激光清洗和激光冲击强化加工不需要与工件接触的刀具，且具有加工速度快、工件表面变形小、加工方式多样，以及可加工各种材料的工件的特点，已经被广泛应用于航空航天、汽车轮船、机械制造、电梯制造、广告制作、家用电器制造、医疗器械、五金、装饰、金属对外加工服务等各种制造行业。
[0003]传统的激光清洗加工装置存在功能单一的缺点，在加工流程涉及多种具体的激光加工方法的情景下，往往需要配置多台激光光源组件和相应的光学系统，设备结构复杂，且实际使用过程中需要耗费大量的时间调整光路和对准工件，加工效率低下，激光清洗能达到表面光亮，表面强度很难提高。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，旨在解决传统的激光加工装置备结构复杂且加工效率低下的技术问题。
[0005]本申请是这样实现的，一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，包括用于承载待加工的工件的工作台组件、能够产生激光的激光光源组件、设置于所述激光的光路上的光路切换组件、第一物镜组件，以及第二物镜组件；所述激光光源组件能够产生红外激光、绿光激光和紫外激光；所述第一物镜组件和所述第二物镜组件均设置于所述工作台组件用于承载所述工件的一侧，所述光路切换组件能够在第一状态和第二状态之间切换以分别将所述激光偏折至所述第一物镜组件和所述第二物镜组件。
[0006]在本申请的一个实施例中，所述光路切换组件包括设置于所述激光的光路上且与所述激光的传播方向呈第一预设夹角的第一反射镜，以及连接所述第一反射镜的第一滑轨；所述第一反射镜能够沿所述第一滑轨滑动。
[0007]在本申请的一个实施例中，所述第一物镜组件用于对所述工件进行激光清洗，所述第一物镜组件包括第一控制镜组，以及设置于所述第一控制镜组和所述工作台组件之间的第一聚光镜组；所述第二物镜组件用于对所述工件进行激光冲击强化，所述第二物镜组件包括第二控制镜组，以及设置于所述第二控制镜组和所述工作台组件之间的第二聚光镜组。
[0008]在本申请的一个实施例中，所述第一控制镜组包括第一振镜和第二振镜，所述光路切换组件处于所述第一状态时，所述第一振镜设置于所述激光经过所述光路切换组件反射后的光路上，所述第二振镜设置于所述激光经过所述第一振镜反射后的光路上；所述第
一控制镜组具有呈第二预设夹角的第一轴线和第二轴线，所述第一振镜能够绕所述第一轴线转动，所述第二振镜能够绕所述第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线垂直。
[0009]在本申请的一个实施例中，所述第二控制镜组包括第一楔形透镜和第二楔形透镜，所述光路切换组件处于所述第二状态时，所述第一楔形透镜和所述第二楔形透镜依次设置于所述激光经过所述光路切换组件后的光路上；所述第二控制镜组具有平行于所述激光经过处于所述第二状态时的光路切换组件后的光路的第三轴线，所述第一楔形透镜和所述第二楔形透镜均能够绕所述第三轴线转动。
[0010]在本申请的一个实施例中，所述工作台组件包括用于承载工件的工件吸附台、连接所述工件吸附台的旋转控制台，以及连接所述旋转控制台的三维移动控制台。
[0011]在本申请的一个实施例中，所述激光光源组件包括能够产生激光的多波长短脉冲激光器，以及设置于所述多波长短脉冲激光器和所述光路切换组件之间的激光扩束器和光束整形器。
[0012]在本申请的一个实施例中，所述用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备还包括防氧化装置，所述防氧化装置包括储存有高压惰性气体的储气瓶、连接所述储气瓶的气阀，以及连接所述气阀的输气管，所述输气管能够将所述储气瓶内的高压惰性气体输送至所述工件；所述用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备还包括用于清除所述工件在加工过程中产生的废料的吸尘装置。
[0013]在本申请的一个实施例中，所述用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备还包括冷却装置，所述冷却装置包括循环水冷机，以及连接所述循环水冷机和所述激光光源组件的输水管，所述输水管能够在所述循环水冷机和所述激光光源组件之间形成水回路。
[0014]本申请还提供了一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，所述用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工方法包括：
[0015]工件安装至工作台组件，启动用于向待加工的工件输出惰性气体的防氧化装置、用于清除所述工件在加工过程中产生的废料的吸尘装置，以及用于降低所述工件的温度的冷却装置，所述防氧化装置、所述吸尘装置和所述冷却装置连续工作；
[0016]光路切换组件切换至第一工作状态，激光光源组件发出的激光经所述光路切换组件折射向第一物镜组件；
[0017]计算机设备根据所述工件的物理性质，同时控制所述工作台组件带动所述工件运动，以及所述第一物镜组件的运动，从而控制所述激光扫描所述工件表面，从所述第一物镜组件照射向所述工件的所述激光在所述防氧化装置形成的惰性气体区域内对所述工件进行激光清洗；
[0018]所述光路切换组件切换至第二工作状态，在所述工件表面依次覆盖涂层和约束层，提高所述激光的能量至第一功率，并调整所述激光的频率至第一频率，所述激光光源组件发出的激光经所述光路切换组件后射向第二物镜组件；
[0019]所述计算机设备同时控制所述工作台组件带动所述工件运动，以及所述第二物镜组件的运动，从而控制所述激光扫描所述工件表面，从所述第二物镜组件照射向所述工件的所述激光对工件进行激光冲击强化
[0020]实施本申请任一实施例提供的一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，至少具有以下有益效果：
[0021]本实施例提供的用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，通过设置具有第一状态和第二状态的光路切换组件，可以控制激光光源组件产生的激光分别偏折并耦合至第一物镜组件和第二物镜组件，通过配置第一物镜组件和第二物镜组件的具体结构并辅以相应的激光光照，可以在同一台激光加工装置上实现多种方法的激光加工；
[0022]进一步的，可以通过配置第一物镜组件和第二物镜组件的具体结构，以及配置相应的激光光照，在同一台激光加工装置上实现激光清洗和激光冲击强化的功能，激光清洗和激光冲击强化均需要脉宽窄、能量高的激光照射，这样，能够在无需调整激光光源组件的发光状态的前提下，实现多功能的激光加工。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本申请的一个实施例提供的用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，其特征在于，包括用于承载待加工的工件的工作台组件、能够产生激光的激光光源组件、设置于所述激光的光路上的光路切换组件、第一物镜组件，以及第二物镜组件；所述激光光源组件能够产生红外激光、绿光激光和紫外激光；所述第一物镜组件和所述第二物镜组件均设置于所述工作台组件用于承载所述工件的一侧，所述光路切换组件能够在第一状态和第二状态之间切换以分别将所述激光偏折至所述第一物镜组件和所述第二物镜组件。2.如权利要求1所述的用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，其特征在于，所述光路切换组件包括设置于所述激光的光路上且与所述激光的传播方向呈第一预设夹角的第一反射镜，以及连接所述第一反射镜的第一滑轨；所述第一反射镜能够沿所述第一滑轨滑动。3.如权利要求2所述的用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，其特征在于，所述第一物镜组件用于对所述工件进行激光清洗，所述第一物镜组件包括第一控制镜组，以及设置于所述第一控制镜组和所述工作台组件之间的第一聚光镜组；所述第二物镜组件用于对所述工件进行激光冲击强化，所述第二物镜组件包括第二控制镜组，以及设置于所述第二控制镜组和所述工作台组件之间的第二聚光镜组。4.如权利要求3所述的用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，其特征在于，所述第一控制镜组包括第一振镜和第二振镜，当所述光路切换组件处于所述第一状态时，所述第一振镜设置于所述激光经过所述光路切换组件反射后的光路上，所述第二振镜设置于所述激光经过所述第一振镜反射后的光路上；所述第一控制镜组具有呈第二预设夹角的第一轴线和第二轴线，所述第一振镜能够绕所述第一轴线转动，所述第二振镜能够绕所述第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线垂直。5.如权利要求3所述的用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，其特征在于，所述第二控制镜组包括第一楔形透镜和第二楔形透镜，当所述光路切换组件处于所述第二状态时，所述第一楔形透镜和所述第二楔形透镜依次设置于所述激光经过所述光路切换组件后的光路上；所述第二控制镜组具有平行于所述激光经过处于所述第二状态时的光路切换组件后的光路的第三轴线，所述第一楔形透镜和所述第二楔形透镜均能够绕所述第三轴线转动。6.如权利要求1-5任一项所述的用于激光清洗和激光冲击强化的复合加工设备，其特征在于，所述工作台组件包括用于承载工件的工件吸附台、连接所述工件吸附台的旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海兵，陈树林，周泳全，刘明俊，古顺，陈诣，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：