CN114733852B - 异型曲面激光清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种异型曲面激光清洗设备，包括：底座；移动装置，所述移动装置设置在所述底座上；测高装置，所述测高装置设置在所述移动装置上；激光装置，所述激光装置设置在所述移动装置上，且邻近所述测高装置；处理器，所述处理器连接所述测高装置，根据所述测高装置测量待清洗物件的异型曲面各个部分的高度值，计算出高度差值和所述激光装置所需要调整高度的高度调整值。控制器，所述控制器连接所述移动装置及所述处理器，控制所述激光装置根据所述处理器计算出的所述高度调整数值进行调整。根据本发明的异型曲面激光清洗设备，对待清洗物件的异型曲面进行较好的激光清洗，避免激光离焦。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗领域，具体涉及一种异型曲面激光清洗设备。
背景技术
目前异型曲面进行激光清洗的时候，激光经常离焦，没有办法清洗干净，对异型曲面的激光是一个待解决难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种异型曲面激光清洗设备，对待清洗物件的异型曲面进行较好的激光清洗，避免激光离焦。
为解决上述技术问题，本发明提供异型曲面激光清洗设备，包括：
底座；
移动装置，所述移动装置设置在所述底座上，且能够进行XYZ方向移动；
测高装置，所述测高装置设置在所述移动装置上，通过所述移动装置带动进行XYZ方向移动，所述测高装置用于测量待清洗物件的高度；
激光装置，所述激光装置设置在所述移动装置上，且邻近所述测高装置，所述激光装置用于激光清洗；
处理器，所述处理器连接所述测高装置，根据所述测高装置测量待清洗物件的异型曲面各个部分的高度值，计算出高度差值和所述激光装置所需要调整高度的高度调整值。
控制器，所述控制器连接所述移动装置及所述处理器，控制所述激光装置根据所述处理器计算出的所述高度调整数值进行调整。
进一步地，所述处理器还根据所述高度差值和所述激光装置的高度差阈值，确所述激光装置的单次激光清洗扫描范围，以使得所述单次激光清洗扫描范围内所述高度差值小于所述高度差阈值。
进一步地，所述处理器还根据单位时间高度差值变化的大小分为多个预定梯度，先根据所述预定梯度及所述激光装置的高度调整所需的时间生成多个相对应的扫描速度，再根据激光光斑的直径、所述扫描速度及激光光斑的重叠率生成激光脉冲频率。
进一步地，所述测高装置还用于测量待清洗物件的锈层的生锈厚度，所述处理器根据所述生锈厚度，调整所述激光装置的能量密度。
进一步地，异型曲面激光清洗设备还包括：
摄像头，所述摄像头设置在移动装置上，所述摄像头用于采集待清洗物件的图像，
所述处理器还连接所述摄像头，以根据所述摄像头采集的激光清洗后的残留图像与标准图像进行比对，当相似度小于预定阈值，计算出激光装置的补充激光参数，
所述控制器控制所述激光装置应用所述补充激光参数对待清洗物件进行再次清洗。
进一步地，所述移动装置包括：
两个X直线模组，两个所述X直线模组间隔开平行设置于所述底座上；
Y直线模组，所述Y直线模组的两端分别连接两个所述X直线模组，通过两个X直线模组带动所述Y直线模组沿着X方向移动；
Z直线模组，所述Z直线模组设置在所述Y直线模组上，通过所述Y直线模组带动所述Z直线模组进行Y方向移动，Z直线模组连接所述测高装置及激光装置，以带动所述测高装置和激光装置沿着Z方向移动。
进一步地，所述测高装置为多峰测试仪或红外测高仪
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
根据本发明的异型曲面激光清洗设备，包括底座、移动装置、激光装置、处理器及控制器，控制器可以控制移动装置带动测高装置对待清洗物件的异型曲面进行预定路径的扫描，测量异型曲面的各个部分高度，处理器根据这些高度数据，计算出高度差值，并计算出激光装置所需要调整高度的高度调整值，控制器根据处理器计算出的高度调整值调整激光装置，能够对待清洗物件的异型曲面进行较好的激光清洗，避免激光离焦。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的异型曲面激光设备的结构示意图。
附图标记：
100、底座；200、移动装置；300、激光装置；400、测高装置；500、摄像头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
下面，结合图1，说明根据本发明实施例的异型曲面激光清洗设备。
如图1所示，本发明实施例的异型曲面激光清洗设备包括底座100、移动装置200、激光装置300、处理器及控制器。
首先，说明底座100和移动装置200。移动装置200设置在底座100上，且能够进行XYZ方向移动。底座100能够提供稳定地支撑。移动装置200能够带动相关装置移动，实现多区域激光清洗。
接着，说明测高装置400。测高装置400设置在移动装置200上，通过移动装置200带动进行XYZ方向移动，测高装置400用于测量待清洗物件的高度。其中，测高装置400可以是多峰测试仪或红外测高仪。通过测高装置400能够准确获知异型曲面的各个面的高度值。
然后，说明激光装置300。激光装置300设置在移动装置200上，且邻近测高装置400，激光装置300用于激光清洗。
再接着，说明处理器。处理器连接测高装置400，根据测高装置400测量待清洗物件的异型曲面各个部分的高度值，计算出高度差值和激光装置300所需要调整高度的高度调整值。
异型曲面的有些部分存在高度差，激光装置300的高度需要进行调整，从而使得激光装置300与异型曲面的距离在激光的焦深范围内，而不至于离焦。例如异型曲面一部分高度为1mm，与其相邻部分高度为5mm，则激光装置300从1mm清洗到5mm区域，则激光装置300的高度可以增加4mm。
最后，说明控制器。控制器连接移动装置200及处理器，控制激光装置300根据处理器计算出的高度调整数值进行调整。其中，控制器可以是单片机或可编程逻辑控制器。通过控制器能够自动化地对异型曲面进行清洗。由此，能够通过控制器对待清洗物件的异型曲面进行自动化清洗，效率较高。
以上的异型曲面激光设备，控制器可以控制移动装置200带动测高装置400对待清洗物件的异型曲面进行预定路径的扫描，测量异型曲面的各个部分高度，处理器根据这些高度数据，计算出高度差值，并计算出激光装置300所需要调整高度的高度调整值，控制器根据处理器计算出的高度调整值调整激光装置300。由此，能够对待清洗物件的异型曲面进行较好的激光清洗，避免激光离焦。
根据本发明一些实施例，处理器还根据高度差值和激光装置300的高度差阈值，确激光装置300的单次激光清洗扫描范围，以使得单次激光清洗扫描范围内高度差值小于高度差阈值。其中，高度差阈值的设置可以根据激光的焦深及激光装置300高度调整的极限值进行设置。
例如，在焦深范围内，激光装置300高度可以不用调整，单次激光的效率较高。
进一步地，处理器还根据单位时间高度差值变化的大小分为多个预定梯度，先根据预定梯度及激光装置300的高度调整所需的时间生成多个相对应的扫描速度，再根据激光光斑的直径、扫描速度及激光光斑的重叠率生成激光脉冲频率。
例如，预定梯度大，可以使用较低的扫描速度，保证激光装置300高度的变化有足够的时间。预定梯度小，可以使用较高的扫描速度。
进一步地，测高装置400还用于测量待清洗物件的锈层的生锈厚度，处理器根据生锈厚度，调整激光装置300的能量密度。
例如，生锈的厚度较厚可以使用较高的能量密度，生锈的厚度较薄可以使用较低的能量密度。能够使得激光清洗待清洗物件干净且不损伤待清洗物件。
进一步地，异型曲面激光清洗设备还包括摄像头500。摄像头500设置在移动装置200上，摄像头500用于采集待清洗物件的图像。处理器还连接摄像头500，以根据摄像头500采集的激光清洗后的残留图像与标准图像进行比对，当相似度小于预定阈值，计算出激光装置300的补充激光参数。控制器控制激光装置300应用补充激光参数对待清洗物件进行再次清洗。
例如，摄像头500发现局部区域清洗未干净，控制器控制激光装置300使用低能量密度的激光进行再次清洗。由此，能够及时发现待清洗物件清洗不干净，而且能够及时进行再次清洗，增加激光清洗的稳定性和清洗的彻底性。
根据本发明一些实施例，移动装置200包括两个X直线模组、Y直线模组及Z直线模组。两个X直线模组间隔开平行设置于底座100上。Y直线模组的两端分别连接两个X直线模组，通过两个X直线模组带动Y直线模组沿着X方向移动。Z直线模组设置在Y直线模组上，通过Y直线模组带动Z直线模组进行Y方向移动，Z直线模组连接测高装置400及激光装置300，以带动测高装置400和激光装置300沿着Z方向移动。由此，移动装置200能够顺畅地进行XYZ方向移动。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种异型曲面激光清洗设备，其特征在于，包括：
底座；
移动装置，所述移动装置设置在所述底座上，且能够进行XYZ方向移动；
测高装置，所述测高装置设置在所述移动装置上，通过所述移动装置带动进行XYZ方向移动，所述测高装置用于测量待清洗物件的高度；
激光装置，所述激光装置设置在所述移动装置上，且邻近所述测高装置，所述激光装置用于激光清洗；
处理器，所述处理器连接所述测高装置，根据所述测高装置测量待清洗物件的异型曲面各个部分的高度值，计算出高度差值和所述激光装置所需要调整高度的高度调整值，所述处理器还根据所述高度差值和所述激光装置的高度差阈值，确定所述激光装置的单次激光清洗扫描范围，以使得所述单次激光清洗扫描范围内所述高度差值小于所述高度差阈值；所述处理器还根据单位时间高度差值变化的大小分为多个预定梯度，先根据所述预定梯度及所述激光装置的高度调整所需的时间生成多个相对应的扫描速度，再根据激光光斑的直径、所述扫描速度及激光光斑的重叠率生成激光脉冲频率；
控制器，所述控制器连接所述移动装置及所述处理器，控制所述激光装置根据所述处理器计算出的所述高度调整数值进行调整，
其中，所述高度差阈值的设置根据激光的焦深及所述激光装置高度调整的极限值进行设置，在焦深范围内，所述激光装置的高度不用调整。
2.根据权利要求1所述的异型曲面激光清洗设备，其特征在于，所述测高装置还用于测量待清洗物件的锈层的生锈厚度，所述处理器根据所述生锈厚度，调整所述激光装置的能量密度。
3.根据权利要求2所述的异型曲面激光清洗设备，其特征在于， 还包括：
摄像头，所述摄像头设置在移动装置上，所述摄像头用于采集待清洗物件的图像，
所述处理器还连接所述摄像头，以根据所述摄像头采集的激光清洗后的残留图像与标准图像进行比对，当相似度小于预定阈值，计算出激光装置的补充激光参数，
所述控制器控制所述激光装置应用所述补充激光参数对待清洗物件进行再次清洗。
4.根据权利要求1所述的异型曲面激光清洗设备，其特征在于，所述移动装置包括：
两个X直线模组，两个所述X直线模组间隔开平行设置于所述底座上；
Y直线模组，所述Y直线模组的两端分别连接两个所述X直线模组，通过两个X直线模组带动所述Y直线模组沿着X方向移动；
Z直线模组，所述Z直线模组设置在所述Y直线模组上，通过所述Y直线模组带动所述Z直线模组进行Y方向移动，Z直线模组连接所述测高装置及激光装置，以带动所述测高装置和激光装置沿着Z方向移动。
5.根据权利要求1所述的异型曲面激光清洗设备，其特征在于，所述测高装置为多峰测试仪或红外测高仪。
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