(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111664384.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 江苏大学 地址 210000 江苏省南京市江宁区迎翠路7 号 （江宁开发区） 申请人 南京江峰微特精密机 械科技有限公 司 (72)发明人 华希俊　湛智超　楚岩松　解玄　 李健华　陈天阳　汤发全　 (74)专利代理 机构 北京盛凡佳华专利代理事务 所(普通合伙) 11947 代理人 张丽娜 (51)Int.Cl. B08B 7/00(2006.01) B08B 13/00(2006.01)B23K 26/00(2014.01) B23K 26/06(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/352(2014.01) C21D 1/09(2006.01) C23G 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种激光清洗 -微织构复合加工装备及工艺 (57)摘要 本发明公开了一种激光清洗激光微织构复 合加工装备及工艺， 用于解决激光清洗后需要加 工微织构 的材料表面质量差、 加工效率低、 运行 成本高的问题。 本装置将激光微织构加工与激光 清洗两种特种加工方式复合于一体， 创新在于通 过控制新型复合可旋转的透镜(包括透镜1、 透镜 2、 透镜3)， 或者控制复合反射装置(包括反射面 1、 反射面2、 反射面3)， 使 通过的激光达到理想的 要求， 采用本装置进行加工时， 由控制器控制纳 秒激光发射器发射原始激光到激光处理器， 经激 光处理器对激光进行处理， 形成线型， 点状或较 大横截面积的激光束， 从而实现对 材料的激光清 洗和微织构 的复合加工， 达到节省时间、 提高效 率、 改善除锈的效果。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114289412 A 2022.04.08 CN 114289412 A 1.一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于， 包括： 纳秒激光发射器、 激光处理 器、 控制器、 传送机构； 所述纳秒激光发射装置包括 能够从激光照射 区采集光信号的光路元件， 激光头连接与 光信号采集光路系统的光谱仪， 与所述控制器和激光处理装置相连接， 用于发射原始激光 束； 所述激光处理器包括振镜组和创新型复合可旋转的透镜， 与所述控制器相连接， 用于 对所述纳秒激光发射器所输入的原 始激光进行加工； 所述控制器与所述激光发射装置、 激光处理器、 控制器和传送机构相连接用于控制这 些机构的工作状态； 所述传送机构与所述控制器和激光处理器相连接， 用于带动激光处理器再三维空间内 自由移动。 2.根据权利要求1所述的一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于： 所述的振 镜组包括两个反射镜面并与所述控制器连接， 用于调节创新型复合可旋转透镜的入射光参 数； 入射光参数包括出光角度、 出光范围和出光形状。 3.根据权利要求1所述的一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于： 所述的创 新型复合可旋转的透镜包括透镜1、 透镜2和透镜3， 与所述控制器连接与所述控制器连接， 根据不同的指令将不同的透镜旋转到由振镜反射的激光的光路上， 透镜1可将由振镜反射 过来的光束折射为线型光束用于激光清洗； 透镜2可以将振镜反射过来的光束折射成点状 光斑， 具有较高强度， 用于微织构加工； 透镜3可将振镜反射过来的光束折射成横截面积更 大的光束用于对材 料的热处 理。 4.根据权利要求1所述的一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于： 所述的传 送机构包括固定支架、 驱动装置、 移动基板， 所述的驱动装置通过所述的固定支架连接到移 动面板上； 可以实现X轴传动机构、 Y轴传动机构、 Z轴传动机构， 传动机构可带动激光处理器 在三维空间内进行自由移动， 方便进行调焦与加工不同位置或者体积面积较大的材 料。 5.一种激光清洗 ‑微织构复合加工工艺， 其特征在于： 所述纳秒激光发射器与 所述控制 器连接， 当对控制器输入相对应的指 令后， 激光 发射器发射原始激光， 激光先经过振镜组反 射， 形成高速、 高精度的激光束； 用控制器控制振镜的反射角度， 使激光可以沿着X或Y轴扫 描， 从而达到激光束的偏转， 再由控制器旋转新型复合透镜， 使激光入射到透镜1上， 经过折 射后形成线型激光并按照 指令要求对材料进 行激光清洗； 再利用控制器控制新型复合透镜 旋转， 使激光束入射到透镜2上， 激光经过透镜的折射变化为对材料 的点加工， 从而对材料 进行微织构加工， 同时由于振镜组的作用可以进行高效的微织构加工工作； 再利用控制器 控制复合透镜旋转， 使激光束入射到透镜3上， 激光经过折射作用形成横截面积更大的激光 束， 从而对材 料进行热处理。 6.一种激光清洗 ‑微织构复合加工装置， 其特征在于， 包括： 纳秒激光发射器、 激光处理 器、 控制器、 传送机构； 所述纳秒激光发射装置包括 能够从激光照射 区采集光信号的光路元件， 激光头连接与 光信号采集光路系统的光谱仪， 与所述控制器和激光处理装置相连接， 用于发射原始激光 束； 所述激光处理器包括振镜和创新型复合可旋转的反射装置， 与所述控制器相连接， 用权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114289412 A 2于对所述纳秒激光发射器所输入的原 始激光进行加工； 所述控制器与所述激光发射装置、 激光处理器、 控制器和传送机构相连接用于控制这 些机构的工作状态； 所述传送机构与所述控制器和激光处理器相连接， 用于带动激光处理器再三维空间内 自由移动。 7.根据权利要求6所述的一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于： 所述的振 镜包括一个反射镜面并与所述控制器连接， 用于调节创新型复合可旋转反射装置的入射光 参数； 入射 光参数包括出光角度、 出光范围和出光形状。 8.根据权利要求6所述的一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于： 所述的创 新型复合可旋转的反射装置包括反射面1、 反射面2和反射面3， 与所述控制器连接， 根据不 同的指令将不同的反射面旋转到由振镜反射的激光的光路上， 可以由控制器控制前后左右 旋转， 与振镜相配合， 反射面1可将由振镜反射过来的光束反射为线型光束用于激光清洗； 反射面2可以将振镜反射过来的光束反射成点状光斑， 具有较高强度， 用于微织构加工； 反 射面3可将振镜反射过来的光束反射成横截面积更 大的光束用于对材 料的热处 理。 9.根据权利要求6所述的一种激光清洗 ‑微织构复合加工装备， 其特征在于： 所述的传 送机构包括固定支架、 驱动装置、 移动基板， 所述的驱动装置通过所述的固定支架连接到移 动面板上； 可以实现X轴传动机构、 Y轴传动机构、 Z轴传动机构， 传动机构可带动激光处理器 在三维空间内进行自由移动， 方便进行调焦与加工不同位置或者体积面积较大的材 料。 10.一种激光清洗 ‑微织构复合加工工艺， 其特征在于； 所述纳秒激光发射器与所述控 制器连接， 当对控制器输入相对应的指 令后， 激光发射器发射原始激光， 激光先经过振镜反 射， 入射到新型复合反射装置， 经二者配合形成高速、 高精度的激光束； 用控制器控制振镜 和新型符合装置复合的反射角度， 使激光可以沿着X或Y轴扫描， 从而达到激光束的偏转， 再 由控制器旋转新型复合反射装置， 使激光入射到反射面 1上， 激光经过反射后形成线 型激光 并按照指令要求对材料进行激光清洗； 再利用控制器控制新型复合透镜旋转， 使激光束入 射到反射面2上， 激光经过反射后变化为对材料 的点加工， 从而对材料进行微织构加工， 同 时由于振镜和复合反射装置的作用可以进 行高效的微织构加工工作； 再利用控制器控制复 合反射装置旋转， 使激光束入射到反射面3上， 激光经过反射作用形成横截面积更大的激光 束， 从而对材 料进行热处理。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114289412 A 3