鋼絲繩油污的激光清洗設備及方法技術

本發明專利技術公開了一種鋼絲繩油污的激光清洗設備及方法，所述的鋼絲繩油污激光清洗設備,包括電氣柜、速度傳感器和激光清洗系統。所述電氣柜包括計算機控制系統和激光器。具體方法為：首先，確定激光清洗工藝參數并校直鋼絲繩，接著激光束經整形、聚焦為線狀光斑對鋼絲繩進行掃描清洗，所述的激光光斑能覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，保證鋼絲繩橫截面一周的油污被清洗掉。

Laser cleaning equipment and method for greasy dirt of steel wire rope

The invention discloses a laser cleaning device and a method for greasy dirt on a wire rope, wherein, the wire rope oil pollution laser cleaning device comprises an electric cabinet, a speed sensor and a laser cleaning system. The electric cabinet comprises a computer control system and a laser. The specific method is: first, to determine the process parameters of laser cleaning and straightening steel wire rope, and then the laser beam shaping and focusing linear scanning spot laser spot cleaning of wire rope, the wire rope can cover a 360 degree direction of cross section, ensure the oil wire rope cross section was washed away a week.

【技術實現步驟摘要】
鋼絲繩油污的激光清洗設備及方法
本專利技術屬于激光清洗
，具體涉及鋼絲繩油污的激光清洗設備及方法。
技術介紹
目前的機械加工過程中，鋼絲繩的應用越來越廣泛，比如：在絞盤機上通過鋼絲繩的柔性和彈性實現力的轉向和轉移；鋼絲繩用做船舶、海上平臺的系泊定位纜繩以及橋梁鋼纜繩，是利用它對結構的限制作用。在使用鋼絲繩的過程中，為了防銹或安全警示等，常常需要在表面涂上油漆，而新生產出來的鋼絲繩維護保養需涂上潤滑油脂，若該潤滑油脂未徹底清洗干凈就涂上油漆，油漆極易脫落，影響鋼絲繩的使用壽命。傳統的鋼絲繩油污清洗方法包括有用高壓水槍噴射的機械清洗方法和濕化學清洗方法。雖然傳統清洗方法應用范圍較廣，然而存在很多不足之處，且清洗效果不佳，機械清洗方法清潔度以及效率都不高，濕化學清洗方法則使用各類化學藥品，會對環境造成污染。而相比傳統的清洗方法，激光清洗具有很明顯的優勢，激光清洗不需要使用任何化學藥劑和清洗液，可以輕易解決濕化學清洗帶來的環境污染問題，且清潔度和清洗效率都很高。此外，傳統的清洗方法不能針對鋼絲繩的不同情況靈活處理。目前，激光清洗方法及其設備涉及一種曲面或大幅面的激光清洗設備，或者涉及經過機加工、拋光、熱處理等較光滑的金屬表面油污激光清洗設備，或者涉及一種瓦級全固態紫外激光清洗機及激光清洗方法，適用于清除微電子用基片上微米、亞微米級的污染顆粒。因此，雖然國內外已根據不同物體的激光清洗要求研制出相應的激光清洗設備，但大都是針對金屬表面、曲面物體或微電子用基片的，對于類似鋼絲繩這種細長且需對某橫截面360°方向清洗的物體效果不佳。因此，探尋研究一種可以對鋼絲繩某橫截面360°方向全面清洗油污的設備是一個亟待解決的問題。
技術實現思路
為了解決現有技術中的不足，本專利技術供一種結構簡單、實用性強，且對鋼絲繩油污清洗效果很好的激光清洗方法及其設備。本專利技術的目的通過以下技術方案來實現：一種密封面激光復合處理方法，包括電氣柜、速度傳感器以及激光清洗系統。所述電氣柜包括計算機控制系統和激光器，所述計算機控制系統是由控制器組成,控制速度傳感器和激光清洗系統。所述激光清洗系統包括激光器發生裝置、光束傳輸系統和自動化光束調整系統。所述激光器發生裝置由三個或多個沿圓周均勻分布的激光頭組成。確定鋼絲繩直徑，并設置清洗工藝參數后，拉直鋼絲繩。速度傳感器檢測鋼絲繩通過激光清洗設備的速度并將速度信號反饋給計算機控制系統。激光器發生裝置發出激光光束，并經光束傳輸系統后進入自動化光束調整系統，由自動化光束調整系統對光束的光斑進行整形、聚焦為線光斑，保證調整后的光束能覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，入射到鋼絲繩表面，使鋼絲繩表面的油污直接燃燒汽化分解成細小煙塵，使得鋼絲繩表面清潔干燥。進一步地，所述自動化光束調整系統包括擴束鏡和聚焦鏡。光束經自動化光束調整系統聚焦為線光斑。進一步地，所述速度傳感器將鋼絲繩通過激光清洗設備的速度反饋給計算機控制系統，計算機控制系統根據反饋的速度信號控制激光器的輸出功率，使激光器的輸出功率與鋼絲繩的進給速度相適應，達到良好的清洗效果。進一步地，所述激光器優選光纖激光器、CO2激光器、YAG激光器、準分子激光器、碟片激光器中任意的一種，其輸出功率在0.5W～1000W之間，轉換效率較高，可連續工作或脈沖工作。脈沖工作方式可以增加激光清洗系統的脈沖清洗功能，特別適合于鋼絲繩這類油污層較薄或容易受熱變形、容易被燒蝕的金屬表面的清洗。因此，在本專利技術中，激光器優先選用脈沖出光方式。進一步地，該設備包括清洗機，所述清洗機內設有激光清洗系統和速度傳感器，所述清洗機底部設有多個底座，所述激光清洗系統通過傳輸線與電氣柜相連，所述激光清洗系統包括激光安裝支架，所述激光安裝支架內均勻分布有至少三個激光頭。進一步地，可以在鋼絲繩一側設置側吹氣旁軸，使其與鋼絲繩保持一定角度，其氣嘴末端與激光作用處保持適當的距離。激光清洗的過程中，側吹氣旁軸吹入惰性氣體，把細小煙塵及時吹走的同時，又可以降低鋼絲繩表面的熱量，防止熱量過高時鋼絲繩表面產生應力、變形或燒蝕，以達到更好的清洗效果。進一步地，激光清洗設備是通過調節鋼絲繩表面與聚焦鏡焦點位置之間的離焦量來使激光光束實現對鋼絲繩表面油污的清洗。按照本專利技術的另一個方面，本專利技術還提供鋼絲繩油污的激光清洗方法，包括步驟：（1）固定表面有油污的鋼絲繩，通電開機；（2）確定鋼絲繩的直徑，并輸入清洗工藝參數；（3）校直鋼絲繩；（4）檢測鋼絲繩通過激光清洗設備的速度，并將速度反饋給計算機控制系統；（5）計算機控制系統控制激光器發出相應功率的激光光束，經過光束傳輸系統進入自動化光束調整系統；（6）由自動化光束調整系統對光束的光斑進行整形、聚焦為線光斑，每個線光斑覆蓋一定角度，使調整后的光束能覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，入射到鋼絲繩表面進行油污清洗。進一步地，本專利技術所用的激光器優選光纖激光器、CO2激光器、YAG激光器、準分子激光器、碟片激光器中任意的一種，其輸出功率在0.5W～1000W之間。進一步地，所述的鋼絲繩油污的激光清洗方法，其特征在于，由均勻分布于圓周的三個或多個激光頭發出的激光光束經過光束傳輸系統后進入自動化光束調整系統，由自動化光束調整系統對光束的光斑進行整形、聚焦為線光斑，保證調整后的光束能覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，入射到鋼絲繩表面，使鋼絲繩表面的油污直接燃燒汽化分解成細小煙塵。進一步地，可以在鋼絲繩一側設置側吹氣旁軸，吹入惰性氣體。本專利技術與現有技術相比具有以下優點：本專利技術提供的鋼絲繩油污的激光清洗設備及方法，能夠很好的去除鋼絲繩表面的油污，與傳統的鋼絲繩油污的清洗方法相比較，本專利技術激光清洗設備能夠更好的完成清洗任務，清潔度和清洗效率都很高，大大降低了基材損傷率。且本專利技術結構簡單，實用性強，具有很多技術與經濟方面的優越性。附圖說明：圖1為本專利技術的鋼絲繩油污激光清洗方法流程圖。圖2為本專利技術的鋼絲繩油污的激光清洗設備示意圖。圖3為本專利技術的一個實例中激光清洗系統內激光頭分布示意圖。圖中，1-鋼絲繩；2-速度傳感器；3-激光頭安裝支架；4-側吹氣旁軸；5-墊塊；6-電氣柜；7-傳輸線；8-底座；9-激光頭。具體實施方式：為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。在本專利技術的一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，說明中省略了與本專利技術無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1所示，本專利技術鋼絲繩油污的激光清洗方法具體實施過程如下：首先，打開開關，通電開機，然后確定鋼絲繩的直徑，并設置清洗工藝參數后，校直鋼絲繩。速度傳感器檢測鋼絲繩通過激光清洗設備的速度并將速度信號反饋給計算機控制系統。三個或多個沿圓周均勻分布的激光頭發出激光光束，并經光束傳輸系統后進入自動化光束調整系統，由自動化光束調整系統對光束的光斑進行整形、聚焦為線光斑，使調整后的光束能覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，入射本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼絲繩油污的激光清洗設備,其特征在于：包括電氣柜、速度傳感器和激光清洗系統，所述電氣柜包括計算機控制系統和激光器，所述計算機控制系統是由控制器組成,控制速度傳感器和激光清洗系統，所述激光清洗系統包括激光器發生裝置、光束傳輸系統和自動化光束調整系統，所述激光器發生裝置由三個或多個沿圓周均勻分布的激光頭組成；激光器發生裝置發出激光光束，并經光束傳輸系統后進入自動化光束調整系統，由自動化光束調整系統對光束的光斑進行整形、聚焦為線光斑，每個線光斑覆蓋一定角度，保證覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，對鋼絲繩表面油污進行清洗；所述速度傳感器將鋼絲繩通過激光清洗設備的速度反饋給計算機控制系統，計算機控制系統根據反饋的速度信號控制激光器的輸出功率，使激光器的輸出功率與鋼絲繩的進給速度相適應，達到良好的清洗效果。

【技術特征摘要】
1.一種鋼絲繩油污的激光清洗設備,其特征在于：包括電氣柜、速度傳感器和激光清洗系統，所述電氣柜包括計算機控制系統和激光器，所述計算機控制系統是由控制器組成,控制速度傳感器和激光清洗系統，所述激光清洗系統包括激光器發生裝置、光束傳輸系統和自動化光束調整系統，所述激光器發生裝置由三個或多個沿圓周均勻分布的激光頭組成；激光器發生裝置發出激光光束，并經光束傳輸系統后進入自動化光束調整系統，由自動化光束調整系統對光束的光斑進行整形、聚焦為線光斑，每個線光斑覆蓋一定角度，保證覆蓋鋼絲繩某橫截面360o方向，對鋼絲繩表面油污進行清洗；所述速度傳感器將鋼絲繩通過激光清洗設備的速度反饋給計算機控制系統，計算機控制系統根據反饋的速度信號控制激光器的輸出功率，使激光器的輸出功率與鋼絲繩的進給速度相適應，達到良好的清洗效果。2.根據權利要求1所述鋼絲繩油污的激光清洗設備,其特征在于：所述自動化光束調整系統包括擴束鏡和聚焦鏡。3.根據權利要求1所述的鋼絲繩油污的激光清洗設備，其特征在于：所述激光器選用的是光纖激光器、CO2激光器、YAG激光器、準分子激光器、碟片激光器中任意的一種，其輸出功率在0.5W～1000W之間。4.根據權利要求3所述的鋼絲繩油污的激光清洗設備，其特征在于：所述激光器選用脈沖出光方式。5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳樹謙，符永宏，吳國慶，朱維南，胡瀛洲，韓洪松，宋晨光，張旭東，
申請(專利權)人：南通大學，江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32