CN110153107A - 激光清洗方法、装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光清洗方法、装置及其系统，激光清洗方法包括：获取第一图谱信息，其中，所述第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，所述图像信息为图像传感器对工件以及工件表面待清洗物拍摄的图片，所述光谱信息为光谱仪对工件和工件表面待清洗物采集的光谱图；根据所述第一图谱信息调节激光清洗参数；根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。从而使激光功率密度大于或者等于待清洗物的清洗阈值，并且小于工件的损伤阈值，因此，不仅能够清除工件表面的待清洗物，而且能够避免工件被损坏，达到清洗质量高的效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗领域，尤其涉及一种激光清洗方法、装置及其系统。
背景技术
激光清洗技术是指利用高能激光束照射工件表面，使工件表面的待清洗物发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除工件表面的待清洗物，从而达到洁净的工艺过程。它是基于激光与物质相互作用效应的一项新技术，与传统的机械清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，具有绿色、环保、安全、效率高等优点。激光清洗的工作原理为：1、激光器发射的光束被工件表面的待清洗物吸收。2、高能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体，从而产生冲击波。3、冲击波使待清洗物变成碎片并被剔除，从而完成清洗。
在现有技术中，因为在激光清洗的过程中无法准确调节激光清洗参数，当激光功率密度小于待清洗物的清洗阈值时，导致工件表面的待清洗物无法清除干净。当激光功率密度大于工件的损伤阈值时，在清除待清洗物的同时也会损坏工件，导致工件报废。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种激光清洗方法、装置及其系统，旨在解决现有技术中因为无法准确调节激光清洗参数，导致清洗质量差的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种激光清洗方法，包括：获取第一图谱信息，其中，所述第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，所述图像信息为图像传感器对工件以及工件表面待清洗物拍摄的图片，所述光谱信息为光谱仪对工件和工件表面待清洗物采集的光谱图；根据所述第一图谱信息调节激光清洗参数；根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
其中，所述获取第一图谱信息的步骤之后还包括：对所述图片的亮度、对比度、饱和度进行处理，获得清晰的图片，和/或，对所述光谱图进行校正、除燥处理，获得准确的光谱图。
其中，所述根据所述图谱信息调节激光清洗参数包括：将所述图像信息和预先存储的图像信息进行匹配，获得第一种类名称，其中，所述第一种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称；将所述光谱信息和预先存储的光谱信息进行匹配，获得第二种类名称，其中，所述第二种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称；根据所述第一种类名称和所述第二种类名称调节激光清洗参数。
其中，所述根据所述第一种类名称和所述第二种类名称调节激光清洗参数包括：对所述第一种类名称和所述第二种类名称进行去重筛选，获得工件的损伤阈值和待清洗物的清洗阈值，其中，所述损伤阈值表示激光功率密度损伤工件的临界值，所述清洗阈值表示激光功率密度清除待清洗物的临界值；判断工件的损伤阈值是否大于待清洗物的清洗阈值；当工件的损伤阈值大于待清洗物的清洗阈值时，将激光清洗参数调节到对应待清洗物清洗阈值的参数，继续执行所述根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗的步骤；当工件的损伤阈值小于待清洗物的清洗阈值时，无需调节激光清洗参数，执行以下至少之一的清洗方式：液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗。
其中，所述对所述第一种类名称和所述第二种类名称进行去重筛选的步骤之后还包括：当去重筛选后的待清洗物为多个时，获取各个待清洗物的清洗阈值，并且将最大的清洗阈值确定为所述待清洗物的清洗阈值。
其中，所述方法还包括：在对所述图像信息和预先存储的图像信息进行匹配时，若匹配失败，则存储所述图像信息；其中，匹配失败表示预先存储的图像信息中未存储所述图像信息。
其中，所述根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗的步骤之后还包括：获取第二图谱信息，其中，所述第二图谱信息和第一图谱信息为同一场景采集的信息；判断第二图谱信息中工件表面的光洁度是否满足预设要求；当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时，令第二图谱信息为第一图谱信息，返回所述根据所述第一图谱信息调节激光清洗参数的步骤；否则，结束清洗。
其中，所述当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时的步骤之后还包括：保存根据所述第二图谱信息调节的激光清洗参数。
本发明提供的另一技术方案为：
一种激光清洗装置，包括：第一获取模块：用于获取第一图谱信息，其中，所述第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，所述图像信息为图像传感器对工件以及工件表面的待清洗物拍摄的图片，所述光谱信息为光谱仪对工件和工件表面的待清洗物采集的光谱图；调参模块：用于根据所述图谱信息调节激光清洗参数；清洗模块：用于根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
本发明提供的又一技术方案为：
一种激光清洗系统，包括激光器和所述的激光清洗装置，所述激光器用于对激光清洗装置输出激光。
本发明的有益效果为：获取第一图谱信息，第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，图像信息为图像传感器对工件以及工件表面的待清洗物拍摄的图片，光谱信息为光谱仪对工件和工件表面的待清洗物采集的光谱图，根据第一图谱信息调节激光清洗参数，使激光功率密度大于或者等于待清洗物的清洗阈值，并且小于工件的损伤阈值。因此，不仅能够清除工件表面的待清洗物，而且能够避免工件被损坏，达到清洗质量高的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
图1是根据本发明的一个实施方式的激光清洗方法的流程示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的激光清洗方法的另一流程示意图。
图3是根据本发明的一个实施方式的激光清洗装置的逻辑结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的激光清洗方法的基本流程可参考图1，可以包括如下步骤：
S101、获取第一图谱信息，其中，第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，图像信息为图像传感器对工件以及工件表面待清洗物拍摄的图片，光谱信息为光谱仪对工件和工件表面待清洗物采集的光谱图。
S102、根据第一图谱信息调节激光清洗参数。
S103、根据激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
本实施例提供的激光清洗方法，可以根据第一图谱信息调节激光清洗参数，从而使激光功率密度大于或者等于待清洗物的清洗阈值，并且小于工件的损伤阈值。因此，不仅能够清除工件表面的待清洗物，而且能够避免工件被损坏，达到清洗质量高的效果。
本发明实施例的激光清洗方法的另一流程可参考图2，可以包括如下步骤：
S201、获取第一图谱信息，其中，第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，图像信息为图像传感器对工件以及工件表面待清洗物拍摄的图片，光谱信息为光谱仪对工件和工件表面待清洗物采集的光谱图。
在本实施例中，通过光谱仪采集工件和工件表面的待清洗物反射的光谱信息，并且形成相应的光谱图。
由于待清洗物的种类繁多，一部分待清洗物不会反射光谱信息(灰尘)，或者反射的光谱信息较弱，导致光谱仪无法准确采集待清洗物反射的光谱信息。为解决该问题，在本实施例中，在获取光谱信息的同时还获取图像信息，其中，图像信息是通过图像传感器采集，图像传感器为CCD相机，通过图像传感器对工件和工件表面的待清洗物进行单角度或者多角度拍摄，从而获取相应的图片。因此，通过以光谱图为主，图片为辅的方式采集工件表面的待清洗物，从而提高采集的准确度。
可以了解，为了获得清晰的图片，可以对图片的亮度、对比度、饱和度进行处理。为了获得准确的光谱图，可以对光谱图进行校正、除燥处理，其中，除燥处理是剔除非工件和非待清洗物发出的谱线。通过对图片和光谱图进行处理，从而提高第一图谱信息采集的准确度。
S202、根据第一图谱信息调节激光清洗参数，可以包括如下步骤：
(1)将图像信息和预先存储的图像信息进行匹配，获得第一种类名称，其中，第一种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称。
其中，预先存储的图像信息存储在图像标准库中，图像标准库中存储有大量工件图片、工件图片对应的种类名称、待清洗物图片以及待清洗物图片对应的种类名称等参数。将获得的图像信息与图像标准库中的图像信息进行一一匹配，若该图像信息在图像标准库中有匹配的图像信息，则匹配成功，获得该图像信息对应的种类名称。若该图像信息在图像标准库中没有匹配的图像信息，则匹配失败，存储该图像信息，并且通过后期对该图像信息进行补充，从而提高图像标准库的完整性。补充的具体过程为，将该图像信息和该图像信息对应的种类名称添加到图像标准库中。
通过对图像信息进行匹配，可以获得该图像信息对应的工件和待清洗物的第一种类名称。
(2)将光谱信息和预先存储的光谱信息进行匹配，获得第二种类名称，其中，第二种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称。
在本实施例中，光谱信息匹配和图像信息匹配相似，此处不再赘述。通过对光谱信息进行匹配，可以获得该光谱信息对应工件和待清洗物的第二种类名称。
当图像信息匹配失败后，通过光谱信息匹配的结果调节激光清洗参数。因为光谱标准库比较完整，一般都可以匹配成功。
(3)根据第一种类名称和第二种类名称调节激光清洗参数，可以包括如下步骤：
A、对第一种类名称和第二种类名称进行去重筛选，获得工件的损伤阈值和待清洗物的清洗阈值，其中，损伤阈值表示激光功率密度损伤工件的临界值，清洗阈值表示激光功率密度清除待清洗物的临界值。
为了提高匹配效率，可以对第一种类名称和第二种类名称包括的工件和待清洗物同时进行去重筛选。
当去重筛选后的待清洗物为多个时，获取各个待清洗物的清洗阈值，并且将最大的清洗阈值确定为待清洗物的清洗阈值。例如，去重筛选后的待清洗物有油漆、金属锈蚀、粉尘等，其中，油漆的清洗阈值为5，金属锈蚀的清洗阈值为4、粉尘的清洗阈值为1。因为油漆最难清洗，所以油漆的清洗阈值最大。因此，只需将待清洗物的清洗阈值设置成油漆的清洗阈值，即可清除所有的待清洗物。
B、判断工件的损伤阈值是否大于待清洗物的清洗阈值。
当工件的损伤阈值大于待清洗物的清洗阈值时，将激光清洗参数调节到对应待清洗物清洗阈值的参数，继续执行根据激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗的步骤。例如，工件为铁，铁的清洗阈值为6，待清洗物的最大清洗阈值为5。因为铁的清洗阈值大于待清洗物的清洗阈值，所以将激光清洗参数调节到清洗阈值为5、损伤阈值为6之间对应的参数，不仅可以将所有的待清洗物清除干净，而且可以避免损坏工件。
在本实施例中，激光清洗参数包括但不限于激光功率、扫描速度、扫描宽度、脉冲频率、脉宽。通过确定待清洗物的清洗阈值，以便调节激光清洗参数，使得激光功率密度大于或者等于待清洗物的清洗阈值，并且小于工件的损伤阈值，从而达到清除待清洗物的效果。
C、当工件的损伤阈值小于待清洗物的清洗阈值时，无需调节激光清洗参数，执行以下至少之一的清洗方式：
液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗。通过上述多种清洗方式不仅可以将待清洗物清除干净，而且可以避免损坏工件。
可以了解，在客户允许的情况下，也可以将激光清洗参数调节到对应待清洗物清洗阈值的参数。在这种情况下，激光器可以完全清除工件表面的待清洗物。
S203、根据激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
S204、判断激光清洗的结果，可以包括如下步骤：
(1)获取第二图谱信息，其中，第二图谱信息和第一图谱信息为同一场景采集的信息；
第二图谱信息为激光清洗后的图谱信息，该获取方法和步骤S201获取的方法相同，此处不再赘述。
(2)判断第二图谱信息中工件表面的光洁度是否满足预设要求；
当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时，令第二图谱信息为第一图谱信息，返回根据第一图谱信息调节激光清洗参数的步骤；否则，结束清洗。
根据第二图谱信息调节激光清洗参数，并且继续清洗工件表面的待清洗物，直至未超过阈值为止。
当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时，保存根据第二图谱信息调节的激光清洗参数。当清洗相同的工件和待清洗物时，只需调用该激光清洗参数，即可将待清洗物清除干净，从而达到清洗效率高的效果。
下面对用于执行上述激光清洗方法的本发明实施例的激光清洗装置进行说明，其基本逻辑结构参考图3，主要包括：
第一获取模块01，用于获取第一图谱信息，其中，第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，图像信息为图像传感器对工件以及工件表面的待清洗物拍摄的图片，光谱信息为光谱仪对工件和工件表面的待清洗物采集的光谱图；
调参模块02，用于根据图谱信息调节激光清洗参数；
清洗模块03，用于根据激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
本实施例提供的激光清洗装置，可以根据第一图谱信息调节激光清洗参数，从而使激光功率密度大于或者等于待清洗物的清洗阈值，并且小于工件的损伤阈值。因此，不仅能够清除工件表面的待清洗物，而且能够避免工件被损坏，达到清洗质量高的效果。
在本实施例中，上述第一获取模块01、调参模块02及清洗模块03分别与图1中所示实施例中S101至S103描述的内容相似，具体可以参阅图1所示实施例中的相关内容，此处不再赘述。
在本实施例中，激光清洗装置可以具有处理模块：用于对图片的亮度、对比度、饱和度进行处理，获得清晰的图片，和/或，对光谱图进行校正、除燥处理，获得准确的光谱图。
在本实施例中，调参模块02包括：
第一匹配模块，用于将图像信息和预先存储的图像信息进行匹配，获得第一种类名称，其中，第一种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称；
第二匹配模块，用于将光谱信息和预先存储的光谱信息进行匹配，获得第二种类名称，其中，第二种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称；
调参子模块，用于根据第一种类名称和第二种类名称调节激光清洗参数。
在本实施例中，调参子模块包括：
去重模块，用于对第一种类名称和第二种类名称进行去重筛选，获得工件的损伤阈值和待清洗物的清洗阈值，其中，损伤阈值表示激光功率密度损伤工件的临界值，清洗阈值表示激光功率密度清除待清洗物的临界值；
第一判断模块，用于判断工件的损伤阈值是否大于待清洗物的清洗阈值；
当工件的损伤阈值大于待清洗物的清洗阈值时，将激光清洗参数调节到对应待清洗物清洗阈值的参数，继续执行根据激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗的步骤；
当工件的损伤阈值小于待清洗物的清洗阈值时，无需调节激光清洗参数，执行以下至少之一的清洗方式：
液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗。
在本实施例中，激光清洗装置还包括：第二判断模块，用于判断激光清洗的结果。
在本实施例中，第二判断模块包括：
第二获取模块，用于获取第二图谱信息，其中，第二图谱信息和第一图谱信息为同一场景采集的信息；
第二判断子模块，用于判断第二图谱信息中工件表面的光洁度是否满足预设要求；
当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时，令第二图谱信息为第一图谱信息，返回根据第一图谱信息调节激光清洗参数的步骤；否则，结束清洗。
本发明的另一方面提供了一种激光清洗系统，该激光清洗系统可以具有激光器和前述实施例的激光清洗装置，激光器用于对激光清洗装置输出激光。
以上为对本发明所提供的一种电视机的节目频道的更新方法及装置的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种激光清洗方法，其特征在于，包括：
获取第一图谱信息，其中，所述第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，所述图像信息为图像传感器对工件以及工件表面待清洗物拍摄的图片，所述光谱信息为光谱仪对工件和工件表面待清洗物采集的光谱图；
根据所述第一图谱信息调节激光清洗参数；
根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
2.根据权利要求1所述的激光清洗方法，其特征在于，所述获取第一图谱信息的步骤之后还包括：
对所述图片的亮度、对比度、饱和度进行处理，获得清晰的图片，和/或，对所述光谱图进行校正、除燥处理，获得准确的光谱图。
3.根据权利要求1所述的激光清洗方法，其特征在于，所述根据所述图谱信息调节激光清洗参数包括：
将所述图像信息和预先存储的图像信息进行匹配，获得第一种类名称，其中，所述第一种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称；
将所述光谱信息和预先存储的光谱信息进行匹配，获得第二种类名称，其中，所述第二种类名称包括工件对应的种类名称和待清洗物对应的种类名称；
根据所述第一种类名称和所述第二种类名称调节激光清洗参数。
4.根据权利要求3所述的激光清洗方法，其特征在于，所述根据所述第一种类名称和所述第二种类名称调节激光清洗参数包括：
对所述第一种类名称和所述第二种类名称进行去重筛选，获得工件的损伤阈值和待清洗物的清洗阈值，其中，所述损伤阈值表示激光功率密度损伤工件的临界值，所述清洗阈值表示激光功率密度清除待清洗物的临界值；
判断工件的损伤阈值是否大于待清洗物的清洗阈值；
当工件的损伤阈值大于待清洗物的清洗阈值时，将激光清洗参数调节到对应待清洗物清洗阈值的参数，继续执行所述根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗的步骤；
当工件的损伤阈值小于待清洗物的清洗阈值时，无需调节激光清洗参数，执行以下至少之一的清洗方式：
液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗。
5.根据权利要求4所述的激光清洗方法，其特征在于，所述对所述第一种类名称和所述第二种类名称进行去重筛选的步骤之后还包括：
当去重筛选后的待清洗物为多个时，获取各个待清洗物的清洗阈值，并且将最大的清洗阈值确定为所述待清洗物的清洗阈值。
6.根据权利要求3所述的激光清洗方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对所述图像信息和预先存储的图像信息进行匹配时，若匹配失败，则存储所述图像信息；其中，匹配失败表示预先存储的图像信息中未存储所述图像信息。
7.根据权利要求6所述的激光清洗方法，其特征在于，所述根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗的步骤之后还包括：
获取第二图谱信息，其中，所述第二图谱信息和第一图谱信息为同一场景采集的信息；
判断第二图谱信息中工件表面的光洁度是否满足预设要求；
当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时，令第二图谱信息为第一图谱信息，返回所述根据所述第一图谱信息调节激光清洗参数的步骤；否则，结束清洗。
8.根据权利要求7所述的激光清洗方法，其特征在于，所述当第二图谱信息中工件表面的光洁度满足预设要求时的步骤之后还包括：
保存根据所述第二图谱信息调节的激光清洗参数。
9.一种激光清洗装置，其特征在于，包括：
第一获取模块：用于获取第一图谱信息，其中，所述第一图谱信息包括图像信息和光谱信息，所述图像信息为图像传感器对工件以及工件表面的待清洗物拍摄的图片，所述光谱信息为光谱仪对工件和工件表面的待清洗物采集的光谱图；
调参模块：用于根据所述图谱信息调节激光清洗参数；
清洗模块：用于根据所述激光清洗参数对工件表面的待清洗物进行激光清洗。
10.一种激光清洗系统，其特征在于，包括激光器和权利要求9所述的激光清洗装置，所述激光器用于对激光清洗装置输出激光。
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