【技术实现步骤摘要】
低功率自适应曲面激光除锈装置及除锈方法
[0001]本专利技术属于激光加工
，涉及一种低功率自适应曲面激光除锈装置，本专利技术还涉及一种低功率自适应曲面激光除锈方法。
技术介绍
[0002]激光除锈相较于传统的喷砂除锈和化学除锈方法，具有除锈速度快，污染小等优点。现有的激光除锈方法是用800
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1064nm波长的平行光束逐行扫描锈区。因为使用平行光，所以需要平均功率大于200W的脉冲激光器或者平均功率大于2000W的连续激光器作为除锈光源。激光源的造价及维护难度会随功率的增加而呈指数级增长，因此现有的激光除锈技术成本高昂。如果用透镜聚焦低功率平行激光束为聚焦光束，虽然能大大提高光斑的功率密度使之能够烧蚀掉锈层，但是需要解决离焦量控制问题。
[0003]现有的技术方案是用激光测距仪感应激光与工件曲面之间的离焦距离，使之保持一个距离常数(焦距+预设的离焦量常数)。但是该方案成本高且忽略了热透镜效应带来的透镜组焦距漂移误差，更重要的是忽略了生锈区氧化物致密度及厚度的不均匀性，因不能在除锈过程中动态调...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.低功率自适应曲面激光除锈装置，其特征在于：包括三维电动位移台(1)，三维电动位移台(1)上安装有激光器(11)，激光器(11)的一侧从上至下分别设有宽禁带紫外传感器(14)和双目摄像头(13)，三维电动位移台(1)连接有微控制器(2)。2.采用权利要求1所述的低功率自适应曲面激光除锈装置进行除锈的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，获取待除锈工件(31)的锈区(32)的信息；步骤2，根据步骤1获取的图像进行构建扫描区域；步骤3，在步骤2构建的扫描区域内进行除锈处理。3.根据权利要求2所述的低功率自适应曲面激光除锈方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：步骤1.1，通过双目摄像头(13)拍摄待除锈工件(31)表面获得待除锈工件(31)的RGB图像；步骤1.2，微控制器(2)基于待除锈工件(31)的RGB图像用双目立体视觉匹配SGBM算法构建待除锈工件(31)的三维形貌模型，即为激光器(11)的出光口距离待除锈工件(31)三维表面的景深信息f(x,y,z)；步骤1.3，微控制器(2)基于待除锈工件(31)的RGB图像用色块色相
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饱和度
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明度的识别算法获得一个HSV数组，用二值化算法获得一个二值数组，进行目标分割获得每个锈区(32)的边界位置信息s(x，y)以及锈区(32)的总个数K。4.根据权利要求3所述的低功率自适应曲面激光除锈方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：步骤2.1，定义边长为L的方形面积为一个扫描单元，对每个锈区划分扫描单元，即取该锈区边界位置信息s(x，y)的最小x坐标、最大x坐标、最小y坐标和最大y坐标为四个顶点，构建一个矩形的待除锈区域，从待除锈区域的左上角开始，将该区域分割成为N行M列个扫描单元网格；步骤2.2，微控制器(2)控制三维电动位移台(1)的x和y轴，将激光器(11)出光口对准到第1个锈区的第1行第1列扫描单元的中心位置，根据景深信息f(x,y,z)控制三维电动位移台1的z轴，使得激光器(11)的出光口和锈区32之间的距离初始值W0为：W0＝μF0(1)；其中，μ为常系数，F0为激光器11透镜组室温焦距；步骤2.3，定义G
th
为过烧蚀紫外辐射阈值，定义Z
max
为离焦量的欠烧蚀分界线(42)的z轴坐标值，设Z
max
的初值为Z0，如下公式(2)所示，表征锈区序列号的计数器变量a被初始化赋值为1，表征锈区扫描单元网格行序号的计数器变量i被初始化赋值为1，表征锈区扫描单元网格列序号的计数器变量j被初始化赋值为2；Z0＝(μ
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1)F0(2)。5.根据权利要求4所述的低功率自适应曲面激光除锈方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：步骤3.1，基于激光器(11)内部二维振镜使得激光束(12)逐点扫描待除锈工件(31)的一个边长为L的方形扫描单元进行除锈，在此过程中用宽禁带紫外传感器(14)不断采集等离子体辐射中的紫外分量，得到该扫描单元对应的紫外辐射总量G；
步骤3.2，用双目摄像头(13)中的一个摄像头对待除锈工件(31)进行拍照获得RGB图像，基于HSV算法和...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雨，王晟鑫，沙琦亮，王馨梅，季瑞瑞，陶智洋，荣旭，贠爱爱，侯楚轲，董畅然，王灵韵，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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