一种飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置，属于复合材料打磨技术领域，本发明专利技术设置有装置壳体、脉冲激光器，电源及控制盒，激光聚焦镜，XY滑台，升降转向机构，移动平台，气管嘴，调整螺钉，控制计算机，其中，控制计算机通过对复合材料板进行激光扫描实验，确定不同的激光功率对该种复合材料进行单次扫描去除的厚度，并且根据对复合材料的加工需求，设计对复合材料的去除打磨路径，在复合材料损伤的现场修理中，利用激光扫描去除损伤和打磨粘接修理的搭接面，去除打磨精度极高、且不影响材料的各种性质，实现无分层、无起毛、无热影响的精密加工。热影响的精密加工。热影响的精密加工。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置


[0001]本专利技术涉及复合材料打磨
，尤其涉及一种飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置。

技术介绍

[0002]纤维增强树脂基复合材料是当前航空航天、武器装备、海洋、汽车工业中应用广泛的新型结构材料。而复合材料损伤现场修理，多常采用挖补粘接修理，即需要将损伤位置去除后，复合材料斜坡打磨过程中多采用打磨器或砂碟打磨机去除损伤、打磨粘接面斜坡，其去除打磨的均匀性和尺寸精度控制难、打磨时间长、效率低，人员经验要求高，影响复合材料损伤修复后强度，在复合材料损伤的现场修理中，利用脉冲激光，用于去除损伤和打磨粘接修理的搭接面，其主要优势包括热影响小、微小尺度(横向、纵向)、去除打磨精度极高、且不影响材料的各种性质。可以有效消除传统机械激光加工技术导致的分层、起毛和热影响，实现无分层、无起毛、无热影响的精密加工。
[0003]中国专利公开号：CN111558870B公开了一种飞机机体复合材料构件机器人智能打磨系统，包括：控制系统模块、机器人模块、导轨模块、末端工具模块、吸尘装置模块，所述控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置，其特征在于，包括，装置壳体，用于固定装置各部件；脉冲激光器，其设置在所述装置壳体内部，用于提供对复合材料进行扫描打磨的激光；电源及控制盒，其设置在所述装置壳体内部，用于为装置提供电能；激光聚焦镜，用于对所述脉冲激光器发出的激光进行聚焦与定位；XY滑台，用于在其平面内移动所述激光聚焦镜；升降转向机构，用于对所述XY滑台进行升降与旋转；移动平台，其设置在所述装置壳体中，用于移动装置靠近维修现场位置；气管嘴，用于吹散打磨过程中产生的纤维尘并对装置进行散热；调整螺钉，用于调节所述激光聚焦镜，使得激光聚焦镜对准方向垂直于需要进行去除打磨加工的损伤位置所处平面；控制计算机，能够通过对复合材料板进行激光扫描实验，确定不同的激光功率对该种复合材料进行单次扫描去除的厚度，并且根据对复合材料的加工需求，设计对复合材料的去除打磨路径。2.根据权利要求1所述的飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置，其特征在于，所述移动平台能够将装置移动至需要修理的损伤位置附近；根据需要修复的位置在飞机机翼或飞机其他结构的上、下表面确定对损伤位置的修复的方式；若需要修复的位置在飞机机翼或飞机其他结构的下表面时，则所述控制计算机通过控制所述升降转向机构使所述XY滑台靠近损伤位置，并控制升降转向机构翻转，从而使激光聚焦镜朝上并对准需要修理的复合材料损伤位置，控制计算机对升降转向机构的高度进行微调，使得激光聚焦镜垂直朝向损伤区并满足焦距要求；若需要修复的位置在飞机机翼或飞机其他结构的上表面时，则将XY滑台放置在机翼等上表面结构。3.根据权利要求2所述的飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置，其特征在于，所述控制计算机内设置有校准程序，并且设置有校准数据库；所述控制计算机开启校准程序，通过控制所述激光聚焦镜对一块与损伤的飞机结构材料相同或相近的复合材料板进行激光扫描实验，从而得到在一定频率脉宽、不同激光功率、不同偏转角度下，复合材料板被激光单次扫描去除的厚度变化关系图，并将厚度变化关系图保存至控制计算机中的所述校准数据库中，作为装置在去除复合材料损伤和打磨斜面时的数据基础，并使装置能够实现通过调节激光功率控制单次扫描去除的厚度。4.根据权利要求3所述的飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置，其特征在于，所述控制计算机内设置有斜接挖补修理工艺算法与斜接挖补修理工艺方案，其中斜接挖补修理工艺方案包括，去除损伤孔尺寸、最上层去除直径、斜切比率、打磨形状、复合材料厚度；当实施斜接挖补修理工艺时，需要打磨斜切粘接面，所述控制计算机根据内设的斜接挖补修理工艺方案通过斜接挖补修理工艺算法计算出去除打磨路径。5.根据权利要求4所述的飞机复合材料大面积损伤原位去除打磨装置，其特征在于，所述控制计算机将斜接挖补修理工艺划分为粗去除打磨阶段与精细去除打磨边缘阶段；所述控制计算机内保存有粗去除打磨阶段参数与精细去除打磨边缘阶段参数，包括：
粗去除打磨阶段激光功率；精细去除打磨边缘阶段激光功率；粗去除打磨阶段单次扫描去除厚度，该厚度为使用粗去除打磨阶段激光功率对复合材料进行单次扫描去除的厚度；精细去除打磨边缘阶段单次扫描去除厚度，该厚度为使用精细去除打磨边缘阶段激光功率对复合材料进行单次扫描去除的厚度；粗去除打磨阶段光斑直径；精细去除打磨边缘阶段光斑直径；装置对损伤位置进行粗去除打磨阶段时，所述控制计算机控制所述脉冲激光器使用粗去除打磨阶段光斑直径，并以粗去除打磨阶段激光功率对损伤位置进行粗去除打磨，从而使得装置对复合材料的单次扫描去除厚度为粗去除打磨阶段单次扫描去除厚度；装置对损伤位置进行精细去除打磨边缘阶段时，所述控制计算机控制所述脉冲激光器使用精细去除打磨边缘阶段光斑直径，并以精细去除打磨边缘阶段激光功率对损伤位置进行精细去除打磨，从而使得装置对复合材料的单次扫描去除厚度为精细去除打磨边缘阶段单次扫描去除厚度。6.根据权利要求5所述的飞机复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：卿华，郭孝欢，侯日立，钱亮，任柯融，周平，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：