一种用于核电工业的智能激光清洗装备与方法技术

本发明专利技术公开了一种用于核电工业的智能激光清洗装备与方法。包括车架，设置在车架上的集成控制器、清洗臂机构、激光光纤集成系统、压缩泵；清洗臂机构包括一机械臂，振镜集成系统安装在机械臂前端；振镜集成系统的壳体前端具有一内凹的吸尘头；吸尘头通过管路连接压缩泵；本设备除锈枪可实现金属的表面除锈、除漆等清洗功能，相比于其他激光除锈装备，它可实现自动智能牵引、智能识别污染物，确定污物种类；可以实现智能识别基材形状、污物厚度等特征，智能调节工艺参数并清除污物；引入精密工业机器人，可以实现更加广泛的环境下精密激光清洗作业；可以实现人机远程控制，避免作业过程中的核辐射。

An intelligent laser cleaning equipment and method for nuclear power industry

The invention discloses an intelligent laser cleaning equipment and method for nuclear power industry. The cleaning arm mechanism comprises a mechanical arm, and the galvanometer integrated system is installed at the front end of the mechanical arm; the front end of the galvanometer integrated system shell has a concave dust head; the vacuum head is connected with the compression pump through a pipeline; Compared with other laser rust removal equipment, the equipment rust removal gun can realize automatic intelligent traction, intelligent identification of pollutants, determine the types of pollutants; can realize intelligent identification of the shape of substrate, the thickness of pollutants and other features, intelligent adjustment of process parameters and the removal of pollutants; Precision industrial robot, can achieve a more extensive environment precision laser cleaning operations; can achieve man-machine remote control, to avoid nuclear radiation in the process of operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于核电工业的智能激光清洗装备与方法
本专利技术涉及激光清洗技术，尤其涉及一种用于核电工业的智能激光清洗装备与方法。
技术介绍
核工业在运行、预防性维修、退役的整个过程中伴随着大量的巨型构建表面去污的相关工作，这些巨型零件拆卸困难，且具有放射性。应用一般的激光清洗设备，不管便携式激光清洗设备还是自动化激光清洗设备都有各自的缺点。便携式激光清洗设备需要人深入现场，容易造成人员受核辐射，影响健康。自动化激光清洗设备需要将零件取下实现清洗，而核工业中都是大型结构件，不易取下；同时人员也容易受核污染危害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、使用安全方便的用于核电工业的智能激光清洗装备与方法。本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于核电工业的智能激光清洗装备，包括车架3，设置在车架3上的集成控制器9、清洗臂机构8、激光光纤集成系统7、压缩泵5；清洗臂机构8包括一机械臂，振镜集成系统11安装在机械臂前端；振镜集成系统11的壳体前端具有一内凹的吸尘头12；吸尘头12通过管路连接压缩泵5；激光光纤集成系统7通过光纤光路连接振镜集成系统11；集成控制器9与激光光纤集成系统7、振镜集成系统11、清洗臂机构8、压缩泵5连接。清洗臂机构8为工业机器人。机械臂的上端部安装有测距探头10，测距探头10连接集成控制器9。车架3的前端部上方安装有CCD视觉检测系统2；车架3的前端部底侧安装有路径识别感应器4。本专利技术用于核电工业的智能激光清洗装备的运行方法如下：打开激光光纤集成系统7、振镜集成系统11；集成控制器9引导车架3在预定的轨迹上自动运动；打开CCD视觉检测系统2，开启测距探头10，控制测距探头10对车架运动路径上的结构件进行扫描，确定污物的位置和污物的种类，便于进一步清洗；CCD视觉检测系统2检测到污染物的位置后，集成控制器9引导车架3自动运行至污染物处；CCD视觉检测系统2通过对图像识别污物的种类和污物的厚度信息，传送至集成控制器9进行处理，并输出激光清洗参数；得到激光清洗参数后，集成控制器9控制清洗臂机构8、振镜集成系统11、压缩泵5作业，机械臂带动振镜集成系统11运动至指定位置，并出射激光，进而对污染物表面清洗。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：本专利技术智能激光清洗装备，通过集成控制器9的控制，可在具有核辐射的环境中自由移动，并能通过CCD视觉检测系统自动检测污染物的各种信息。本专利技术智能激光清洗装备，通过CCD视觉检测系统可以识别污物的种类和污物的厚度等信息，并通过这些信息自动地调节激光清洗的参数。本专利技术智能激光清洗装备，通过CCD视觉检测系统可以控制激光器、振镜、精密工业机器人协同工作，能自动地调节振镜与工件表面的位置，调节出光进行清洗。本专利技术智能激光清洗装备，可切换成人工操作模式。附图说明图1是本专利技术智能激光清洗装备的整体结构示意图。图2是本专利技术智能激光清洗装备的振镜扫描系统结构图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图1-2所示。本专利技术公开了一种用于核电工业的智能激光清洗装备，包括车架3，设置在车架3上的集成控制器9、清洗臂机构8、激光光纤集成系统7、压缩泵5；清洗臂机构8包括一机械臂，振镜集成系统11安装在机械臂前端；振镜集成系统11的壳体前端具有一内凹的吸尘头12；吸尘头12通过管路连接压缩泵5；激光光纤集成系统7通过光纤光路连接振镜集成系统11，相互之间传递激光；集成控制器9与激光光纤集成系统7、振镜集成系统11、清洗臂机构8、压缩泵5通过信号线连接，集成控制器9控制方式为嵌入式控制。清洗臂机构8为工业机器人，其为五轴机器人，承载为30KG。机械臂的上端部安装有测距探头10，测距探头10连接集成控制器9，其连接方式为信号线连接，主要是通过电信号进行交互。车架3的前端部上方安装有CCD视觉检测系统2，检测系统主要是由摄像机构成，其像素为4K；车架3的前端部底侧安装有路径识别感应器4。所述振镜集成系统11包括扩束镜14、场镜15、振镜驱动电机16、振镜17。所述激光光纤集成系统7包括：光纤激光器为IPG脉冲光纤激光器，激光平均功率为100W，其特点是顺时功率高，脉宽短(100ns)，脉冲能量高，其峰值功率可达到10KW。、冷却系统，冷却系统用以冷却过热的振镜头。激光器发出激光1，经过激光传导装置，首先进入扩束镜14，通过扩束镜14使得振镜表面与激光光斑截面匹配；其次是振镜扫描系统，它通过振镜驱动电机16移动相互垂直的两块摆镜，可以实现点状光斑的面扫描；最后是场镜，它可以将来自振镜系统中的激光聚焦到待加工零件表面，实现平面聚焦。吸尘头12、压缩泵5配合使用，可以将清洗过程中产生的金属粉末尽快排出系统。清洗臂机构8，实现控制激光头空间内任意运动，提升激光清洗便捷度与效率。CCD视觉检测系统2自动识别核电工业中的污染物：锈层、油污、污渍等。本专利技术用于核电工业的智能激光清洗装备的运行方法，可通过如下步骤实现：打开激光光纤集成系统7、振镜集成系统11；集成控制器9引导车架3在预定的轨迹上自动运动；打开CCD视觉检测系统2，开启测距探头10，控制测距探头10对车架运动路径上的结构件进行扫描，确定污物的位置和污物的种类，便于进一步清洗；CCD视觉检测系统2检测到污染物的位置后，集成控制器9引导车架3自动运行至污染物处；CCD视觉检测系统2通过对图像识别污物的种类和污物的厚度信息，传送至集成控制器9进行处理，并输出激光清洗参数；得到激光清洗参数后，集成控制器9控制清洗臂机构8、振镜集成系统11、压缩泵5作业，机械臂带动振镜集成系统11运动至指定位置，并出射激光，进而对污染物表面清洗。如上所述，便可较好地实现本专利技术。本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核电工业的智能激光清洗装备，其特征在于：包括车架(3)，设置在车架(3)上的集成控制器(9)、清洗臂机构(8)、激光光纤集成系统(7)、压缩泵(5)；清洗臂机构(8)包括一机械臂，振镜集成系统(11)安装在机械臂前端；振镜集成系统(11)的壳体前端具有一内凹的吸尘头(12)；吸尘头(12)通过管路连接压缩泵(5)；激光光纤集成系统(7)通过光纤光路连接振镜集成系统(11)；集成控制器(9)与激光光纤集成系统(7)、振镜集成系统(11)、清洗臂机构(8)、压缩泵(5)连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于核电工业的智能激光清洗装备，其特征在于：包括车架(3)，设置在车架(3)上的集成控制器(9)、清洗臂机构(8)、激光光纤集成系统(7)、压缩泵(5)；清洗臂机构(8)包括一机械臂，振镜集成系统(11)安装在机械臂前端；振镜集成系统(11)的壳体前端具有一内凹的吸尘头(12)；吸尘头(12)通过管路连接压缩泵(5)；激光光纤集成系统(7)通过光纤光路连接振镜集成系统(11)；集成控制器(9)与激光光纤集成系统(7)、振镜集成系统(11)、清洗臂机构(8)、压缩泵(5)连接。2.根据权利要求1所述用于核电工业的智能激光清洗装备，其特征在于：清洗臂机构(8)为工业机器人。3.根据权利要求2所述用于核电工业的智能激光清洗装备，其特征在于：机械臂的上端部安装有测距探头(10)，测距探头(10)连接集成控制器(9)。4.根据权利要求3所述用于核电工业的智能激光清洗装备，其特征在于：车架(3)的前端部上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永强，周权，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44