CN113182279B - 一种激光去污方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光去污方法，包括以下步骤：（1）将工件放入工作台内固定；（2）手动控制探头获得工件零点坐标；（3）启动三维扫描仪进行工件扫描和数据处理，建立工件三维模型；（4）使用剂量仪测量工件表面，获得工件接触剂量率，预设扫描参数，获得初次去污激光脉冲参数；（5）对不可达区域及需要保护范围的周边边界进行标记和框选；（6）启动激光去污；（7）将工件倒置固定，根据步骤（2）设置的工件零点坐标，重复步骤（4）至步骤（6）流程。本发明通过激光机器人对工件清洁，将工件正放和倒放清洁，防止工件贴合工作台的部分遗漏，同时还能对工件标记和框选，提高了激光去污的精确性和去污效果。

Description

一种激光去污方法
技术领域
本发明涉及核电设备去污技术领域，具体涉及一种激光去污方法。
背景技术
核设备在使用过程中，表面会粘附放射性物质，为了防止核设备表面沾染的放射性物质影响工作人员的身体健康，需要将核设备的表面放射性物质去除。
目前通常采用的放射性去污方法基本分为机械-物理法和化学法，前者包括机械擦拭、高压水冲洗等，后者主要以强酸、强碱溶液溶解表层氧化物。这些传统去污方式效果有限，对使用场合和待清洁设备的形状、尺寸也有一定的限制。此外，这些清洗方式多为人工近距离操作，给操作人员带来极大的健康威胁。
现有核电设备的去污方法，由于将工件直接放置在工作台上进行激光去污，工件贴合工作台的部分无法扫描，且无法对工件无法扫描的区域标记和框选，导致去污不完全，去污处理对象通用性差，去污效果不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光去污方法，解决现有技术中的激光去污机器人去污效率低问题，提高去污精确度和效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种激光去污方法，所述激光去污方法是将工件放入激光去污机器人内进行扫描，其包括以下步骤：
（1）将工件放入工作台内固定；
（2）手动控制探头获得工件零点坐标；
（3）启动三维扫描仪进行工件扫描和数据处理，建立工件三维模型；
（4）使用剂量仪测量工件表面，获得工件接触剂量率，预设扫描参数，获得初次去污激光脉冲参数；
（5）对不可达区域及需要保护范围的周边边界进行标记和框选；
（6）启动激光去污；
（7）将工件倒置固定，根据步骤（2）设置的工件零点坐标，重复步骤（4）至步骤（6）流程。
进一步的技术方案是，还包括图像识别模块，所述图像识别模块设置在步骤（3）后，所述图像识别模块用于识别工件的铭牌、标签和文字，然后对其进行框选，框选范围内无需实施激光去污。
进一步的技术方案是，对工件表面进行去污因子检测，所述去污因子检测分别设置在步骤（6）和步骤（7）之后，去污因子不达标，则按照前一次去污激光脉冲参数的1/2-1/5再次去除，直至达标则清洁完毕。
进一步的技术方案是，检测机械臂运行状况，所述检测机械臂运行状况设置在步骤（4）后，所述检测机械臂运行状况具体为，计算机虚拟环境下模拟激光去污扫描路径和运行脉冲宽度，如果在虚拟环境下机械臂无法通过路径规划时，则需要对扫描路径参数进行调整。
进一步的技术方案是，所述步骤（1）具体为，设置红外检测机构用于检测工件是否超出工作台，工件超出工作台则重新固定工件，重新固定之后再次检测，如果还是连续超出则结束清洁。
进一步的技术方案是，所述步骤（5）通过激光打标的方式进行标记和框选。
进一步的技术方案是，所述剂量仪为γ剂量仪。
本发明的有益效果在于：
本方法使用激光去污机器人对工件进行去污，通过将工件固定在工作台上，利用三维扫描仪建立工件的三维模型，再通过剂量仪测量工件表面参数，获得初次激光去污激光脉冲参数，然后启动激光去污机器人对工件去污，最后将工件倒置再清洁一遍，防止工件贴合工作台的部分无法扫描导致遗漏，同时还能对工件不可达区域进行标记和框选，对与复用的工件/工具上的标识牌、铭牌、钢印、油漆等需要保护的区域进行保护，防止常规激光除锈工具的全面扫描损坏工件，方便后续手动辅助去污，从而提高激光去污的精确性和去污效果。
附图说明
图1为本发明的实施例1的流程图；
图2为本发明的实施例2的流程图；
图3为本发明的实施例3的流程图。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
参见图1，一种激光去污方法，所述激光去污方法是将工件放入激光去污机器人内进行扫描，其包括以下步骤：
（1）将工件放入工作台内固定，设置红外检测机构用于检测工件是否超出工作台，工件超出工作台则重新固定工件，重新固定之后再次检测，如果还是连续超出则结束清洁，避免工件超出部分磕碰机械手，且无法扫描到；
（2）手动控制探头获得工件零点坐标，零点坐标即工件放置再工作台上的固定坐标，建立工件对应的坐标系，从而便于了解工件正放时的坐标系，方便后续的工件倒放固定，便于识别已经扫描区域；
（3）启动三维扫描仪进行工件扫描和数据处理，建立工件三维模型，利用三维建模的云点数据模型计算激光器的扫描角度和运行轨迹；
（4）使用剂量仪测量工件表面，获得工件接触剂量率，剂量仪优选为γ剂量仪，使用γ剂量仪可以测量工件的表面污染程度，预设扫描参数，获得初次去污激光脉冲参数；
（5）对不可达区域及需要保护范围的周边边界进行标记和框选，在工件上标记和框选，激光打标的目的是通过增加额外的刻蚀厚度来增加对比度，便于识别未去污的表面，以便后续手动去污；
（6）启动激光去污；
（7）将工件倒置固定，根据步骤（2）设置的工件零点坐标，重复步骤（4）至步骤（6）流程，倒置固定是因为最初三维扫描时工件有部分表面贴合工作台，且三维扫描建模时只能将可扫描区域进行建模，这样设置可以增加去污效果，避免工件贴合工作台的表面遗漏。
实施例2
参见图2，本实施例2与实施例1的区别在于，对工件表面进行去污因子检测，所述去污因子检测分别设置在步骤（6）和步骤（7）之后，去污因子不达标，则按照前一次去污激光脉冲参数的1/2-1/5再次去除，直至达标则清洁完毕，作为清洁后不在放射性区域后使用的场景，清洁后的工件表面污染水平控制在0.2贝克/平方厘米以下，清洁后重新返回放射性区域内使用的工件表面污染水平控制在40贝克/平方厘米以下，常规的清洁去污水平有一个去污因子，常规的放射性去污管理控制去污因子在10以上。
由于金属物品表面渗入的放射性物质主要是在表面的裂纹/缝隙内，污染厚度一般初次去污激光脉冲参数则能完成去污，如果仍存在少量的超标放射性污染，如再次扫描重新设定去污激光脉冲参数，则会导致多次扫描激光剥离后母材厚度减少较快，故按照初次去污激光脉冲参数一定比例进行扫描实施激光剥离后便可完成放射性去污，而比例值为1/2-1/5，其中的具体数值可以根据不同的工件情况具体分析。
实施例3
参见图3，本实施例3与实施例1和实施例2的区别在于，还包括图像识别模块，所述图像识别模块设置在步骤（3）后，所述图像识别模块用于识别工件的铭牌、标签和文字，然后对其进行框选，框选范围内无需实施激光去污，以便保护相关区域或对无法去污的范围进行标识，防止设备的铭牌、标签和文字被激光剥离之后消失，影响相关零部件或工件的重复使用。
具体的，检测机械臂运行状况，所述检测机械臂运行状况设置在步骤（4）后，所述检测机械臂运行状况具体为，计算机虚拟环境下模拟激光去污扫描路径和运行脉冲宽度，如果在虚拟环境下机械臂无法通过路径规划时，则需要对扫描路径参数进行调整，以便保护机械臂，避免被工件突出部位磕碰损伤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光去污方法，其特征在于，所述激光去污方法是将工件放入激光去污机器人内进行扫描，其包括以下步骤：
(1)将工件放入工作台内固定；
(2)手动控制探头获得工件零点坐标；
(3)启动三维扫描仪进行工件扫描和数据处理，建立工件三维模型；
(4)使用剂量仪测量工件表面，获得工件接触剂量率，预设扫描参数，获得初次去污激光脉冲参数；
(5)对不可达区域及需要保护范围的周边边界进行标记和框选，采用激光打标的方法，通过增加额外的刻蚀厚度来增加对比度；
(6)启动激光去污；
(7)将工件倒置固定，根据步骤(2)设置的工件零点坐标，重复步骤(4)至步骤(6)流程。
2.根据权利要求1所述的一种激光去污方法，其特征在于，还包括图像识别模块，所述图像识别模块设置在步骤(3)后，所述图像识别模块用于识别工件的铭牌、标签和文字，然后对其进行框选，框选范围内无需实施激光去污。
3.根据权利要求1所述的一种激光去污方法，其特征在于，对工件表面进行去污因子检测，所述去污因子检测分别设置在步骤(6)和步骤(7)之后，去污因子不达标，则按照前一次去污激光脉冲参数的1/2-1/5再次去除，直至达标则清洁完毕。
4.根据权利要求1所述的一种激光去污方法，其特征在于，检测机械臂运行状况，所述检测机械臂运行状况设置在步骤(4)后，所述检测机械臂运行状况具体为，计算机虚拟环境下模拟激光去污扫描路径和运行脉冲宽度，如果在虚拟环境下机械臂无法通过路径规划时，则需要对扫描路径参数进行调整。
5.根据权利要求1所述的一种激光去污方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为，设置红外检测机构用于检测工件是否超出工作台，工件超出工作台则重新固定工件，重新固定之后再次检测，如果还是连续超出则结束清洁。
6.根据权利要求1所述的一种激光去污方法，其特征在于，所述步骤(5)通过激光打标的方式进行标记和框选。
7.根据权利要求1所述的一种激光去污方法，其特征在于，所述剂量仪为γ剂量仪。
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