CN112090866A - 一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置及方法，包括惰性气体保护罩，所述惰性气体保护罩内设置有圆形导轨和环形导轨，所述环形导轨的两端固定有支撑座，所述圆形导轨上安装有转动座，所述环形导轨通过所述支撑座固定在所述转动座上，驱动电机通过转动轴来驱动所述环形导轨在所述圆形导轨上转动；所述环形导轨上通过滑动副安装有滑块一，所述滑块一上固定安装有CCD成像系统和激光发生器。本发明通过CCD成像系统分析激光清洗前的图像自动确定清洗路径，实现对飞机雷达罩面漆的全方位立体式清洗，可实现对飞机复合材料雷达罩面漆的无损清洗。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗设备技术领域，具体为一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置和方法。
背景技术
激光表面污物清洗技术是近些年发展起来的一种新型表面清洗技术,是利用高能激光束对被清洗物体表面污物照射,污物吸收高能激光能量后产生高温高压的等离子体进而高速膨胀,从被清洗工件表面剥离。与传统的化学、机械打磨、喷砂、抛丸等清洗方法相比,激光清洗具有清洗效率高，无化学、粉尘污染、对清洗对象无损伤、无耗材等特点,已被广泛用于金属模具、发动机等复杂器件的除锈、除脂、除漆等清洗领域。但是,由于激光清洗的特殊机制，导致激光清洗技术在复合材料的清洗应用领域停步不前。与金属无机材料不同的是,高能激光束在照射有机复合材料表面时产生的高温会在散热效率极低的复合材料累积进而引燃复合材料。同时,高能激光在清洗过程中产生的等离子体会进一步加剧复合材料的损伤。
发明内容
本发明提供了一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置及方法，能够使激光束在惰性气体保护下完成对复合材料面漆的无损清洗，达到更佳的清理效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置，包括惰性气体保护罩，所述惰性气体保护罩内设置有圆形导轨和环形导轨，所述环形导轨的两端固定有支撑座，所述圆形导轨上安装有转动座，所述环形导轨通过所述支撑座固定在所述转动座上，驱动电机通过转动轴来驱动所述环形导轨在所述圆形导轨上转动；所述环形导轨上通过滑动副安装有滑块一，所述滑块一上固定安装有CCD成像系统和激光发生器。
上述方案中，所述环形导轨上通过滑动副安装有滑块二，所述滑块一上固定安装有感温系统，所述滑块二上安装有吸送气系统。
上述方案中，所述驱动电机固定在支架上，所述支架位于所述惰性气体保护罩内。
上述方案中，所述滑块一、所述滑块二、所述驱动电机、所述感温系统、所述CCD成像系统、所述激光发生器、所述吸送气系统均与控制系统连接。
本发明提供一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置进行清洗的方法，包含以下步骤：将待清洗雷达罩置于圆形导轨的中央，吸送气系统将惰性气体保护罩内的气体抽出， CCD成像系统启动并自动获取待清洗件表面信息将其传输到所述控制系统，控制系统根据接收到的信息建立三维数学模型，同时与控制系统存储的原始三维形貌作对比，设置清洗路径；控制系统根据清洗路径，控制驱动电机、所述滑块一开始工作，驱动电机通过转动轴驱动环形导轨在圆形导轨上的位置，滑块一通过在环形导轨上的滑动来调节激光发生器的位置，从而实现对待清洗雷达罩的适应性清洗；清洗过程中所述CCD成像系统实时采集图像传输至控制系统，及时与所设预定路径进行对比调整；同时感温系统在清洗过程中实时测量清洗件表面温度，当温度达到设定阈值时，停止清洗，所述滑块二通过在环形导轨上的滑动来调整吸送气系统到达设定的位置，吸送气系统由吸气改为送气，对待清洗雷达罩表面输送惰性气体，以达到降温目的，从而保证清洗过程的无损性。
上述方案中，整个清洗过程采用层洗方式进行，待清洗雷达罩的一层圆弧面清洗完成后，改变激光发生器的激光焦点位置，对下一层圆弧面进行清洗，如此重复上述步骤，直至完成整个清洗过程。
本发明的有益效果：（1）本发明可实现对复合材料雷达罩面漆的清洗，通过CCD成像系统可对待清洗工件表面进行准确定位；通过双导轨系统对待清洗件的全方位立体式清洗；（2）通过感温系统的红外测温传感器，在清洗过程中实时测量清洗件表面温度，可有效对复合材料的面漆进行清洗而不损伤底漆和基材，实现了对待清洗件的无损清洗；（3）通过控制系统控制整个清洗装置，智能化、自动化程度高，可显著提高清洗效率和清洗质量。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图。
图2为本发明图1中圆形导轨结构示意图。
图3为本发明图1中弧形导轨结构示意图。
图中：1—控制系统、2—支架、3—驱动电机、4—转动轴、5—滑块一、6—环形导轨、7—滑块二、8—待清洗雷达罩、9—圆形导轨、10—惰性气体保护罩、11—吸送气系统、12—CCD成像系统、13—激光发生器、14—感温系统、61-支撑座、91—转动座。
具体实施方式
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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
请参阅图1-图3，本实施例提供一种技术方案：一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置，包括控制系统1、支架2、驱动电机3、转动轴4、滑块一5、环形导轨6、滑块二7、待清洗雷达罩8、圆形导轨9、惰性气体保护罩10、吸送气系统11、CCD成像系统12、激光发生器13和感温系统14。激光源采用全固态激光器、二氧化碳激光器或半导体激光器，激光源的发射状态为连续、准连续或脉冲形式。惰性气体保护罩10内设置有圆形导轨9、环形导轨6和支架2，所述环形导轨6的两端固定有支撑座61，所述圆形导轨9上安装有转动座91，所述环形导轨6通过所述支撑座61固定在所述转动座91上，驱动电机3固定在支架2上，驱动电机3通过转动轴4来驱动所述环形导轨6在所述圆形导轨9上转动；所述环形导轨6上通过滑动副安装有滑块一5和滑块二7，所述滑块一5上固定安装有CCD成像系统12、激光发生器13和感温系统14，所述感温系统14采用红外测温传感器，在清洗过程中实时测量清洗件表面温度。所述滑块二7上安装有吸送气系统11，所述吸送气系统11为双通道，在正常清洗时吸气通道工作，清除保护罩内的激光烧蚀气体和已清理的漆层废屑；在因温度过高停止清洗时送气通道打开，向待清洗件表面输送惰性气体以达到降温和防氧化目的。所述滑块一5、所述滑块二7、所述驱动电机3、所述感温系统14、所述CCD成像系统12、所述激光发生器13、所述吸送气系统11均与控制系统1连接。
具体实施例的工作方法：将待清洗雷达罩8置于圆形导轨9的中央，吸送气系统11将惰性气体保护罩10内的气体抽出， CCD成像系统12启动并自动获取待清洗件表面信息将其传输到所述控制系统1，控制系统1根据接收到的信息建立三维数学模型，同时与控制系统1存储的原始三维形貌作对比，自动设置清洗路径，控制系统1根据清洗路径，控制驱动电机3、所述滑块一5开始工作，驱动电机3通过转动轴4驱动环形导轨6在圆形导轨9上的位置，滑块一5通过在环形导轨6上的滑动来调节激光发生器13的位置，位置确定后激光发生器13发射激光，开始实现对待清洗雷达罩8的适应性清洗；清洗过程中所述CCD成像系统12实时采集图像传输至控制系统1，控制系统1与所设预定路径不断进行对比，从而优化调整加工路径；同时感温系统14在清洗过程中实时测量清洗件表面温度，当温度达到设定阈值时，停止清洗，所述滑块二7通过在环形导轨6上的滑动来调整吸送气系统11到达设定的位置，吸送气系统11由吸气改为送气，对待清洗雷达罩8表面输送惰性气体，以达到降温目的，从而保证清洗过程的无损性。整个清洗过程采用层洗方式进行，待清洗雷达罩8的一层圆弧面清洗完成后，改变激光发生器13的激光焦点位置，对下一层圆弧面进行清洗，如此重复上述步骤，直至完成整个清洗过程。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置，包括惰性气体保护罩（10），其特征在于，所述惰性气体保护罩（10）内设置有圆形导轨（9）和环形导轨（6），所述环形导轨（6）的两端固定有支撑座（61），所述圆形导轨（9）上安装有转动座（91），所述环形导轨（6）通过所述支撑座（61）固定在所述转动座（91）上，驱动电机（3）通过转动轴（4）来驱动所述环形导轨（6）在所述圆形导轨（9）上转动；所述环形导轨（6）上通过滑动副安装有滑块一（5），所述滑块一（5）上固定安装有CCD成像系统（12）和激光发生器（13）。
2.根据权利要求1所述的一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置，其特征在于，所述环形导轨（6）上通过滑动副安装有滑块二（7），所述滑块一（5）上固定安装有感温系统（14），所述滑块二（7）上安装有吸送气系统（11）。
3.根据权利要求2所述的一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置，其特征在于，所述驱动电机（3）固定在支架（2）上，所述支架（2）位于所述惰性气体保护罩（10）内。
4.根据权利要求2所述的一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置，其特征在于，所述滑块一（5）、所述滑块二（7）、所述驱动电机（3）、所述感温系统（14）、所述CCD成像系统（12）、所述激光发生器（13）、所述吸送气系统（11）均与控制系统（1）连接。
5.一种利用权利要求4所述的一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置进行清洗的方法，包含以下步骤：
将待清洗雷达罩（8）置于圆形导轨（9）的中央，吸送气系统（11）将惰性气体保护罩（10）内的气体抽出， CCD成像系统（12）启动并自动获取待清洗件表面信息将其传输到所述控制系统（1），控制系统（1）根据接收到的信息建立三维数学模型，同时与控制系统（1）存储的原始三维形貌作对比，设置清洗路径；控制系统（1）根据清洗路径，控制驱动电机（3）、所述滑块一（5）开始工作，驱动电机（3）通过转动轴（4）驱动环形导轨（6）在圆形导轨（9）上的位置，滑块一（5）通过在环形导轨（6）上的滑动来调节激光发生器（13）的位置，从而实现对待清洗雷达罩（8）的适应性清洗；清洗过程中所述CCD成像系统（12）实时采集图像传输至控制系统（1），及时与所设预定路径进行对比调整；同时感温系统（14）在清洗过程中实时测量清洗件表面温度，当温度达到设定阈值时，停止清洗，所述滑块二（7）通过在环形导轨（6）上的滑动来调整吸送气系统（11）到达设定的位置，吸送气系统（11）由吸气改为送气，对待清洗雷达罩（8）表面输送惰性气体，以达到降温目的，从而保证清洗过程的无损性。
6.根据权利要求5所述的一种利用权利要求4所述的一种激光清洗飞机复合材料雷达罩面漆的装置进行清洗的方法，其特征在于，整个清洗过程采用层洗方式进行，待清洗雷达罩（8）的一层圆弧面清洗完成后，改变激光发生器（13）的激光焦点位置，对下一层圆弧面进行清洗，如此重复上述步骤，直至完成整个清洗过程。
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