CN116060384A - 一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，所述方法包括针对不同曲率的不规则大面积飞机蒙皮，通过确定飞机蒙皮清洗的激光参数，扫描其模型并进行分割等处理后，规划机械臂运行路径并编程，对不规则大面积飞机蒙皮进行仿形清洗。本发明所提供的大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法可对形状、曲率不规则的大面积飞机蒙皮进行蒙皮漆层凸面及凹面激光清洗，实现飞机蒙皮激光仿形去漆处理。
Description
技术领域
本发明涉及大面积飞机蒙皮激光除漆技术领域，具体为一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法。
背景技术
飞机长期服役期间，需要承受严寒酷暑风吹日晒、尘埃、紫外线和酸雨的威胁，这使得飞机蒙皮漆面受损。在光照等因素的作用下，飞机蒙皮漆面将加速老化，甚至出现褪色、刮伤、破损等问题。因此需要将损坏漆层去除后重新喷涂，同时定期清洗老化漆层。现国内多采用脱漆剂的方式对飞机蒙皮进行除漆，此方法一般采用涂刷方式，但是有毒有污染、成本高且需要很大剂量。传统的清洗工艺如机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、强力冲击清洗、高频超声清洗等方法，不仅清洗周期长，难以实现自动化，对环境造成有害影响。由于飞机蒙皮首尾间曲率不同，且形状并不规则，在激光清洗过程中，激光与蒙皮之间的距离即焦距需时刻保持相同，以防止发生激光能量密度出现过大变化而导致清洗效果不均一，甚至出现损伤基材的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，以解决不规则大面积飞机蒙皮的激光仿形清洗问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述方法包括针对不同曲率的不规则大面积飞机蒙皮，通过试验确定飞机蒙皮清洗的激光参数，扫描模型并进行分割处理，规划机械臂运行路径并编程，对不规则大面积飞机蒙皮进行仿形清洗。
所述确定飞机蒙皮清洗的激光参数试验包括以下步骤：
S1、通过正交试验，采用对激光器设置不同的激光参数照射飞机蒙皮基材，获得无损飞机蒙皮基材的最佳激光参数，包括激光功率、激光扫描速度、激光脉冲频率、机械臂速度；
S2、在步骤S1完成后，通过获得的最佳激光参数对飞机蒙皮表面漆层进行照射；
S3、在步骤S2完成后，通过最佳参数的不同次数清洗飞机蒙皮表面漆层，获得最佳清洗次数。
所述步骤S1中采用的激光器为JPT公司的YDFLP系列的1064nm脉冲激光器，振镜系统为单轴直线形扫描，最佳激光参数为功率50W、频率200KHz、扫描速度2000mm/s、扫描幅度5cm，机械臂速度为2mm/s。
所述扫描模型并进行分割处理包括以下部分：
使用3D扫描仪获取飞机蒙皮点云文件，使用Geomagic软件对点云模型进行统一采样、删除非连接项、删除体外孤点处理后获得多边形，再对多边形进行松弛边界、删除钉状物、并划分网格处理后获得拟合曲面，将拟合曲面导出至Solidworks软件进行分割，对于蒙皮凸面采用水平分割方式，蒙皮凹面采用垂直分割方式。
所述扫描模型处理后凸面分割方法，对于模型凸面，采用水平分割方式，将蒙皮模型分割为19个100cm×5cm的曲面区域和2个100cm×2.5cm的曲面区域。
所述扫描模型处理后凹面分割方法，对于模型凹面，采用垂直分割方式，蒙皮分割为19个5cm×100cm的曲面区域和2个2.5cm×100cm的曲面区域，再进行10等分分割为210个小区域，其中竖直边界上每块区域大小为2.5cm×10cm，其余区域大小为5cm×10cm。
所述规划机械臂运行路径中对于激光清洗蒙皮凸面路径设计方法为，激光的振镜扫描方向为竖直上下扫描方向，每次清洗凸面中100cm×5cm的曲面区域，清洗10个100cm×5cm的曲面区域后，完成蒙皮凸面上部分清洗，将蒙皮上下翻转后，可进行蒙皮凸面下部分清洗。
所述规划机械臂运行路径中对于激光清洗蒙皮凹面路径设计方法为，激光的振镜扫描方向为水平左右扫描方向，每次清洗凹面中20个5cm×10cm的曲面区域完成一个100cm×10cm的曲面区域清洗，清洗5个100cm×10cm的曲面区域后，完成蒙皮凹面上部分清洗，将蒙皮上下翻转后，可进行蒙皮凹面下部分清洗。
清洗时大面积飞机蒙皮摆放位置为，清洗凸面与凹面时蒙皮均为竖直摆放，其中清洗凸面时，飞机蒙皮放置于机械臂内侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凸面；清洗凹面时，飞机蒙皮放置于机械臂外侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凹面。
所述机械臂运动路径编程，程序包括定位程序以及清洗程序，均为采用PATH子程序指令编程的点组成拟合曲线路径的程序，子程序由PTP点到点运动指令、WAIT等待指令、LIN直线运动指令组成，定位程序中LIN直线运动速度为0.1m/s，清洗程序中，LIN直线运动速度为0.002m/s。
本发明的有益效果是：
1、本发明所提供的大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，利用三维扫描仪获取飞机蒙皮模型并进行后期处理并分割的方式，将激光器与机械臂相结合并通过机械臂路径编程实现对不规则的大面积飞机蒙皮的凸面及凹面进行等焦距仿形激光清洗，通过设置激光最佳参数利用激光高密度能量脉冲对蒙皮表面漆层进行去除达到除漆目的，且不会对基材造成损伤，有利于环境保护，工作要求相对较低有助于节约成本，具有可以对不同材料以及复杂形状基材表面进行清洗的优点。
2、本发明所提供的激光清洗中大面积飞机蒙皮放置方式，充分利用了工作空间，优化了机械臂工作路径，保证了激光器在工作过程中平稳运行，有利于激光清洗过程中激光移动均衡而不发生清洗效果不均匀现象，同时节省了固定夹具的安装成本。
3、本发明所提供的大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，分别对凸面以及凹面采用了2种不同的清洗路径方法，不仅在清洗效率方面得到提升，同时确保了激光器在工作过程中，不会产生对地面或者对大面积飞机蒙皮的碰撞，保障了激光器以及机械臂的设备安全。在凸面清洗路径方法中，采用曲线路径，保证了激光清洗的连续搭接性；在凹面清洗路径方法中，采用垂直直线路径，提高了清洗效率，同时避免了激光器碰撞飞机蒙皮。
附图说明
图1为激光器控制面板屏幕；
图2为铝合金基材；
图3为采用最佳激光参数进行试验后的铝合金平板凸面材料效果图；
图4为采用最佳激光参数清洗2次后效果图；
图5为采用最佳激光参数清洗4次后效果图；
图6为采用最佳激光参数清洗6次后效果图；
图7为贴好定位标签的大面积飞机蒙皮；
图8左为蒙皮1点云阶段处理前效果图，右为蒙皮1点云阶段处理后效果图；
图9左为蒙皮2点云阶段处理前效果图，右为蒙皮2点云阶段处理后效果图；
图10左为蒙皮3点云阶段处理前效果图，右为蒙皮3点云阶段处理后效果图；
图11从左到右分别为蒙皮1、2、3的多边形阶段处理后三视图;
图12为飞机蒙皮在精确曲面处理阶段拟合曲面流程图；
图13为蒙皮1的凸面分割方法示意图；
图14为蒙皮2的凸面分割方法示意图；
图15为蒙皮凹面分割方法中辅助线草图示意图；
图16为蒙皮凹面分割方法中基准面建立示意图；
图17为蒙皮凹面分割方法中分割后模型示意图；
图18为蒙皮凸面清洗路径设计示意图；
图19为蒙皮凹面清洗路径设计示意图；
图20为清洗蒙皮凸面时蒙皮放置位置及激光器扫描方向示意图；
图21为清洗蒙皮凹面时蒙皮放置位置及激光器扫描方向示意图；
图22为机械臂示教器；
图23为大面积飞机蒙皮1凹面左为清洗前，右为清洗后对比图；
图24为大面积飞机蒙皮2凸面左为清洗前，右为清洗后对比图；
图25为大面积飞机蒙皮3凸面左为清洗前，右为清洗后对比图；
图26为清洗平台总体图。
实施方式
下面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完整地描述。
如图1-26所示，本发明提供一种技术方案：所述方法包括针对不同曲率的不规则大面积飞机蒙皮，通过试验确定飞机蒙皮清洗的激光参数，扫描模型并进行分割处理，规划机械臂运行路径并编程，对不规则大面积飞机蒙皮进行仿形清洗。
确定飞机蒙皮清洗的激光参数试验包括以下步骤：
S1、通过正交试验，采用对激光器设置不同的激光参数照射飞机蒙皮基材，获得无损飞机蒙皮基材的最佳激光参数，包括激光功率、激光扫描速度、激光脉冲频率、机械臂速度；
S2、在步骤S1完成后，通过获得的最佳激光参数对飞机蒙皮表面漆层进行照射；
S3、在步骤S2完成后，通过最佳参数的不同次数清洗飞机蒙皮表面漆层，获得最佳清洗次数。
步骤S1中采用的激光器为JPT公司的YDFLP系列的1064nm脉冲激光器，振镜系统为单轴直线形扫描，最佳激光参数为功率50W、频率200KHz、扫描速度2000mm/s、扫描幅度5cm，机械臂速度为2mm/s。
所述扫描模型并进行分割处理包括以下部分：
使用3D扫描仪获取飞机蒙皮点云文件，使用Geomagic软件对点云模型进行统一采样、删除非连接项、删除体外孤点处理后获得多边形，再对多边形进行松弛边界、删除钉状物、并划分网格处理后获得拟合曲面，将拟合曲面导出至Solidworks软件进行分割，对于蒙皮凸面采用水平分割方式，蒙皮凹面采用垂直分割方式。
扫描模型处理后凸面分割方法，对于模型凸面，采用水平分割方式，将蒙皮模型分割为19个100cm×5cm的曲面区域和2个100cm×2.5cm的曲面区域。
扫描模型处理后凹面分割方法，对于模型凹面，采用垂直分割方式，蒙皮分割为19个5cm×100cm的曲面区域和2个2.5cm×100cm的曲面区域，再进行10等分分割为210个小区域，其中竖直边界上每块区域大小为2.5cm×10cm，其余区域大小为5cm×10cm。
激光清洗蒙皮凸面路径设计方法，激光的振镜扫描方向为竖直上下扫描方向，每次清洗凸面中100cm×5cm的曲面区域，清洗10个100cm×5cm的曲面区域后，完成蒙皮凸面上部分清洗，将蒙皮上下翻转后，可进行蒙皮凸面下部分清洗。
激光清洗蒙皮凹面路径设计方法，激光的振镜扫描方向为水平左右扫描方向，每次清洗凹面中20个5cm×10cm的曲面区域完成一个100cm×10cm的曲面区域清洗，清洗5个100cm×10cm的曲面区域后，完成蒙皮凹面上部分清洗，将蒙皮上下翻转后，可进行蒙皮凹面下部分清洗。
大面积飞机蒙皮摆放位置，清洗凸面与凹面时蒙皮均为竖直摆放，其中清洗凸面时，飞机蒙皮放置于机械臂内侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凸面；清洗凹面时，飞机蒙皮放置于机械臂外侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凹面。
机械臂运动路径编程，程序包括定位程序以及清洗程序，均为采用PATH子程序指令编程的点组成拟合曲线路径的程序，子程序由PTP点到点运动指令、WAIT等待指令、LIN直线运动指令组成，定位程序中LIN直线运动速度为0.1m/s，清洗程序中，LIN直线运动速度为0.002m/s。
下面结合具体案例对本发明提供的大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法进行详细说明：
试验中使用的蒙皮材料为2A12铝合金基材，凸面漆层为面漆H06-3以及底漆S04-60层漆层，凹面漆层为TB06-9。
在进行铝合金基材的烧蚀阈值试验中，采用平板2A12铝合金材料进行激光参数探究。
如图1所示，激光器其中功率可调范围20-100W、频率可调范围20-200KHz、扫描速度可调范围200-20000mm/s、扫描幅度可调范围1.9-190mm，焦距为285mm；通过控制面板调整频率、扫描速度、扫描幅度、功率，从而设置试验中的激光参数，机械臂为直线水平行走，激光器振镜扫描为竖直上下方向，利用夹具夹持平板铝合金材料，开启激光器后，通过机械臂带动激光器水平移动并与试验平板保持在285mm距离完成一次清洗试验。
对于铝合金基材烧蚀阈值试验，分别选择功率、频率、扫描速度、机械臂速度的四个因素水平进行正交试验，共计9组。
在初步筛选出不损伤基材的激光参数后，进行凸面和凹面除漆激光清洗参数探究试验。
表1铝合金基材烧蚀阈值正交试验组参数设置
正交试验所有组别后所得结果，1-6组别试验结果均无损伤基材，7-9组别试验结果均损伤基材，在此基础上继续调整功率，进行50、52、55W功率的清洗试验。
在激光参数频率100KHz，扫描速度5%，功率55w试验后基材损伤；在频率100KHz，扫描速度10%，功率55w试验后基材依然会损伤；在频率200KHz后，扫描速度10%，功率55w试验后基材损伤；在频率200KHz，扫描速度38%，功率55W试验后基材损伤；在频率200KHz，扫描速度30%，功率52W试验后基材损伤。
在频率200KHz，功率50w激光参数下试验，任意扫描速度不损伤基材。
通过多组试验比较，功率参数为烧蚀阈值试验探究中最重要的参数，在50W功率下，将能够无损铝合金基材进行激光清洗，铝合金基材如图2所示。
在得到铝合金烧蚀阈值后，分别用正交表中4-6组别参数进行对漆层进行清洗试验，以获取最佳清洗参数。
在对飞机蒙皮凸面（面漆H06-3底漆S04-60）进行4-6组别参数激光清洗试验后，效果如图3所示，1为4组参数试验后效果，2为5组参数试验后效果，3为6组参数试验后效果，其中试验参数功率50w，频率200KHz，扫描速度2000mm/s，机械臂速度2mm/s效果最佳。
在激光参数功率50w，频率200KHz，扫描速度2000mm/s，机械臂速度2mm/s下进行清洗次数的试验，分别进行2、4、6次清洗试验，清洗2次后效果如图4所示，清洗4次后效果如图5所示，清洗6次后效果如图6所示。
清洗次数为6次时，表面漆层清洗效果较好，在得到最佳清洗次数为6次后，确定的清洗次数即为清洗飞机蒙皮的激光清洗次数。
在扫描蒙皮模型前进行准备工作，将三块曲率形状不同的不规则大面积飞机蒙皮竖直平放于平地，分别在其表面贴上定位标签，完成定位标签粘贴的蒙皮如图7所示，定位标签在三维扫描过程中能确保扫描的连续性，以及捕捉点云的精确性，使用天远激光手持三维扫描仪进行扫描，分别获取三块飞机蒙皮的三维点云数据文件。
飞机蒙皮1、2、3的三维点云数据文件处理前后如图8-10所示，在点云阶段利用Geomagic软件，进行了删除体外孤点和非连接项后进行减少噪音和统一采样处理，图中点云模型可见圆孔定位标签，后续需要在多边形阶段进行补孔处理。
在多边形阶段中如图11所示，需要对模型进行松弛边界、删除钉状物、减少噪音、选取部分凹陷删除特征后，利用网络医生进行处理，后续需要在精确曲面进行处理。
蒙皮进行精确曲面阶段处理后，进行划分网格→构造格栅→拟合出面步骤后，可以导出实体文件模型，拟合曲面流程如图12所示。
将处理后模型导入Solidworks软件进行凸面模型的分割，对于模型凸面，采用水平分割方式，将蒙皮模型分割为19个100cm×5cm的曲面区域和2个100cm×2.5cm的曲面区域。
以蒙皮1为例，具体流程为，设置好飞机蒙皮模型的坐标原点以及坐标系，以蒙皮模型顶端为平面，创建基准面，每次将蒙皮模型向+Y轴方向移动5cm，每次移动后用基准面分割一次，得到分割后的模型，如图13所示。
由于蒙皮2在Geomagic软件处理后模型由多个曲面片构成，在导出后出现多个曲面片且不可合并，因此分割时采用20个平行于模型顶端的平面对模型进行分割，每2个相邻平面距离为5cm，分割示意图如图14所示。
由于蒙皮3同样在进行Geomagic处理后模型由多个曲面片构成，在导出后出现多个曲面片且不可合并，因此分割方法与蒙皮2相同。
在蒙皮凹面分割方法中，对于模型凹面，采用垂直分割方式，蒙皮分割为19个5cm×100cm的曲面区域和2个2.5cm×100cm的曲面区域，再进行10等分分割为210个小区域，其中竖直边界上每块区域大小为2.5cm×10cm，其余区域大小为5cm×10cm。
将模型导入至Solidworks软件中，在蒙皮模型凹面分割前绘制辅助线草图，先以曲面上偏移方式建立辅助线草图，将蒙皮左右2竖直边界作为偏移对象，上下两端均每隔5cm偏移一次，得到建立基准面的辅助线，如图15所示。
在辅助线建立的基础上，对模型进行垂直方向的基准面建立，选中上下边同一直线的两线段和线段所相交的曲线边界，沿边缘部分每5cm间隔建立一个基准面，建立20个5cm间隔的基准面，如图16所示。
在垂直基准面的基础上，进行飞机蒙皮的分割，分割后再继续进行垂直方向的10个水平基准面建立，继续进行10次分割，模型凹面分割完成后如图17所示。
激光清洗蒙皮凸面路径设计方法，分割完成后的模型中的分割线即为机械臂行走路径，激光起始位置为蒙皮分割后的从上至下第一条分割线左端，激光的振镜扫描方向为竖直上下扫描方向，每次清洗凸面中100cm×5cm的曲面区域，从上至下清洗10个100cm×5cm的曲面区域后，完成蒙皮凸面上部分清洗，蒙皮凸面清洗路线如图18所示。
激光清洗蒙皮凹面路径设计方法，分割完成后的模型中的竖直分割线即为机械臂行走路径，激光起始位置为蒙皮分割后从左到右第一条竖直分割线上端，激光的振镜扫描方向为水平左右扫描方向，每次清洗凹面中20个5cm×10cm的曲面区域完成一个100cm×10cm的曲面区域清洗，从上至下清洗5个100cm×10cm的曲面区域后，完成蒙皮凹面上部分清洗，蒙皮凹面第一个100cm×10cm的曲面区域清洗路线如图19所示。
大面积飞机蒙皮清洗试验开始前，其摆放位置需要根据机械臂工作空间及机械臂各轴旋转限制条件来进行设计。
为防止蒙皮水平放置时发生变形导致曲率改变，若水平摆放蒙皮，机械臂上激光器在清洗过程中将产生倾斜，不利于机械臂运动过程稳定，清洗凸面与凹面时蒙皮均为竖直摆放，在蒙皮竖直摆放状态下机械臂运动过程中激光器始终保持水平旋转，不产生倾斜从而可以保证机械臂运动过程中的稳定性，同时充分利用机械臂工作空间。
在清洗蒙皮凸面时，飞机蒙皮放置于机械臂内侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凸面，如图20所示，1激光器扫描方向为竖直方向，2激光出光方向朝向蒙皮凸面，3激光器握柄部分方向为水平方向。
清洗蒙皮凹面时，飞机蒙皮放置于机械臂外侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凹面,如图21所示，1激光器扫描方向为水平方向，2激光出光方向朝向蒙皮凹面，3激光器握柄部分方向为竖直方向。
机械臂运动编程可通过示教器进行编程，示教器如图22所示，在机械臂运动路径编程中，使用指令编程的方式，使用PTP、LIN、WAIT、PATH指令进行不同功能的实现，其中PTP指令功能为按轴坐标的点到点运动，LIN指令功能为沿轨迹的直线运动，两点之间的速度和加速度可通过编程设定，机械臂速度范围为0.001m/s-2m/s，运动程序中的等待功能用WAIT指令可以使机器人的运动按编程设定的时间暂停，PATH指令可将直线运动中的点组成子程序路径点组，从而拟合出复杂曲线路径。
在PTP指令运动下机器人将沿最快速轨迹运送到目标点，最快速的轨迹通常并不是最短的轨迹，因而不是直线，由于机器人轴的旋转运动，因此弧形轨迹会比直线轨迹更快，但在编程时程序中的第一个运动必须为PTP运动，因为只有在此运动中才评估状态和转向。
在LIN直线运动下机械臂沿直线型轨迹运动，机械臂按设定的姿态从起点匀速移动到目标点，LIN直线运动中机械臂轨迹为设置好的起点到终点两点间线段，运动中的轨迹是可以预测的。
程序包括定位程序以及清洗程序，均为采用PATH子程序指令编程的点组成拟合曲线路径的程序，子程序由PTP点到点运动指令、WAIT等待指令、LIN直线运动指令组成，定位程序中LIN直线运动速度为0.1m/s，清洗程序中，LIN直线运动速度为0.002m/s。
在蒙皮位置定位程序编程中，采用PATH子程序的点组成拟合曲线路径为飞机蒙皮的定位程序，起始指令为PTP运动指令确定第一个点的初始位置，到达后调用WAIT指令等待5秒，使得此时间段内可以打开激光器开关，查看激光低功率下激光的位置，以及激光镜头到待清洗蒙皮焦距是否为285mm，在使用定位程序时，点到点的直线速度为0.1m/s，便于快速定位，在手动模式下行走完成定位程序并测量好镜头到蒙皮距离后，蒙皮放置位置定位完成。
在蒙皮的清洗程序中第一个运行点使用PTP指令，点运行速度设置为0.1m/s，便于快速使激光器到位。从第二个直线运动点位开始，由每5mm一个点位组成的200多个点位左右构成的一条100cm的曲线路径，速度设置为2mm/s，即实际实验获得的机械臂运行速度，进行激光清洗，在完成运行PATH指令所有点组拟合的曲线路径后，清洗结束。
清洗大面积飞机蒙皮试验流程如下，先将激光器面板中的激光参数设置为功率50W、频率200KHz、扫描速度2000mm/s、扫描幅度5cm，完成好激光参数设置后，将激光器位置移动至待清洗蒙皮附近。
选定好蒙皮的清洗程序，在手动模式下将程序运行至PTP点位的预备位置，到达PTP开始点位后，将模式切换为自动模式，在自动模式下按下开始箭头，随后开启激光器，在经过WAIT等待指令设置好的5秒等待时间过后，开始PATH子程序中的LIN直线运动点组部分，此时机械臂上激光器开始按照已规划好的路径运行。
在路径行进完成后，机械臂程序停止，关闭激光器，完成大面积飞机蒙皮的清洗。
由于机械臂工作空间仍然受限，在试验中均进行了蒙皮部分区域的曲面清洗，飞机蒙皮1进行凹面清洗试验，飞机蒙皮2、3进行了凸面清洗试验，飞机蒙皮1凹面清洗前后如图23所示，飞机蒙皮2凸面清洗前后如图24所示，飞机蒙皮3凸面清洗前后如图25所示。
清洗平台如图26所示，清洗大面积飞机蒙皮试验中，激光参数为功率50w，频率200KHz，扫描速度2000mm/s，清洗过程中机械臂速度为2mm/s，清洗次数为6次。
至此，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但对于本领域技术人员而言，可在不脱离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型、修改或替换，本发明的范围由所附权利要求及其同等物限定。
Claims (10)
1.一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述方法包括针对不同曲率的不规则大面积飞机蒙皮，通过试验确定飞机蒙皮清洗的激光参数，扫描模型并进行分割处理，规划机械臂运行路径并编程，对不规则大面积飞机蒙皮进行仿形清洗。
2.根据权利要求1所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述确定飞机蒙皮清洗的激光参数试验包括以下步骤：
S1、通过正交试验，采用对激光器设置不同的激光参数照射飞机蒙皮基材，获得无损飞机蒙皮基材的最佳激光参数，包括激光功率、激光扫描速度、激光脉冲频率、机械臂速度；
S2、在步骤S1完成后，通过获得的最佳激光参数对飞机蒙皮表面漆层进行照射；
S3、在步骤S2完成后，通过最佳参数的不同次数清洗飞机蒙皮表面漆层，获得最佳清洗次数。
3.根据权利要求2所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述步骤S1中所采用的激光器为JPT公司的YDFLP系列的1064nm脉冲激光器，振镜系统为单轴直线形扫描，最佳激光参数为功率50W、频率200KHz、扫描速度2000mm/s、扫描幅度5cm，机械臂速度为2mm/s。
4.根据权利要求1所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述扫描模型并进行分割处理包括以下步骤：使用3D扫描仪获取飞机蒙皮点云文件，使用Geomagic软件对点云模型进行统一采样、删除非连接项、删除体外孤点处理后获得多边形，再对多边形进行松弛边界、删除钉状物、并划分网格处理后获得拟合曲面，将拟合曲面导出至Solidworks软件进行分割，对于蒙皮凸面采用水平分割方式，蒙皮凹面采用垂直分割方式。
5.根据权利要求4所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述蒙皮凸面水平分割方式具体为：将模型凸面蒙皮分割为19个100cm×5cm的曲面区域和2个100cm×2.5cm的曲面区域。
6.根据权利要求4所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述蒙皮凹面垂直分割方式具体为：将模型凹面蒙皮分割为19个5cm×100cm的曲面区域和2个2.5cm×100cm的曲面区域，再进行10等分分割为210个小区域，其中竖直边界上每块区域大小为2.5cm×10cm，其余区域大小为5cm×10cm。
7.根据权利要求1所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：规划机械臂运行路径中对于激光清洗蒙皮凸面路径设计方法为，激光的振镜扫描方向为竖直上下扫描方向，每次清洗凸面中100cm×5cm的曲面区域，清洗10个100cm×5cm的曲面区域后，完成蒙皮凸面上部分清洗，将蒙皮上下翻转后，可进行蒙皮凸面下部分清洗。
8.根据权利要求1所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：规划机械臂运行路径中对于激光清洗蒙皮凹面路径设计方法为，激光的振镜扫描方向为水平左右扫描方向，每次清洗凹面中20个5cm×10cm的曲面区域完成一个100cm×10cm的曲面区域清洗，清洗5个100cm×10cm的曲面区域后，完成蒙皮凹面上部分清洗，将蒙皮上下翻转后，可进行蒙皮凹面下部分清洗。
9.根据权利要求1所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：清洗时大面积飞机蒙皮摆放位置为：清洗凸面与凹面时蒙皮均为竖直摆放，其中清洗凸面时，飞机蒙皮放置于机械臂内侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凸面；清洗凹面时，飞机蒙皮放置于机械臂外侧，蒙皮凹面朝向机械臂底座，激光器方向朝蒙皮凹面。
10.根据权利要求1所述的一种大面积飞机蒙皮机器人激光仿形清洗除漆方法，其特征在于：所述机械臂运动路径编程的程序包括定位程序以及清洗程序，均为采用PATH子程序指令编程的点组成拟合曲线路径的程序，子程序由PTP点到点运动指令、WAIT等待指令、LIN直线运动指令组成，定位程序中LIN直线运动速度为0.1m/s，清洗程序中，LIN直线运动速度为0.002m/s。
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