【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光除锈设备领域，特别是一种用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法。
技术介绍
1、飞机蒙皮结构表面必须涂装漆层，起到结构防腐耐蚀、改善飞机气动外形及整体美观的作用。除意外损伤后维修需先对损伤部位进行局部除漆之外，民用飞机在高级别维修或退/转租时还需在重新喷漆涂装前，对蒙皮表层面漆或面漆与底漆进行整体清除。
2、传统的除漆方法，如化学侵蚀、机械打磨等，不仅会引起应力腐蚀裂纹导致工件受损，而且也会由于化学清洗液而产生新的污染物，除漆过程无法精确控制，除漆效果受限，除漆效率低。激光清洗具有无研磨、非接触、适用于各种材质物体等特点，是一种新型可靠有效的除漆方法。近年来，激光清洗技术已广泛应用于除锈、除漆、电子线路、文物保护等诸多领域。由于其不污染环境、清洗效果好、效率高等明显优于其它清洗方式的特点，激光清洗技术在军事、工业、医疗等方面都有广泛的应用前景和市场。
3、然而，常规的激光清洗技术仅仅是使用单轴或二维振镜对待清洗区域进行扫描运动，由于激光的直线传播特性和焦距敏感性，现有的激光清洗方式只适用于平面工件的清洗，对于飞机蒙皮等具有不规则曲面的异形工件表面无法实现精准聚焦，无法保证曲面位置激光聚焦的一致性，从而导致污染物去除不均匀，清洗效果不理想，难以清洗异形工件表面，其应用领域受到了极大限制。
4、在除漆过程中引入动态聚焦镜头组，随着光斑在二维平面的不同位置移动，根据光程计算精准匹配，动态聚焦镜头组快速直线往复运动，从而使得激光器输出光束在加工曲面上不同坐标位置都在激光作用的焦点上
5、中国专利cn 108687056 a公开了了一种基于多面棱镜超高匀速扫描的均匀线光斑光路系统，由离轴抛物镜、离轴抛物柱面镜、斜多面棱镜、斜柱面抛物镜、离轴抛物柱面镜组成，多面棱镜扫描速度超速，可获得上百毫米以上均匀能量分布的扫描线条光斑，在保证焦深前提下，可用于二维平面或一般三维曲面的大面积高速激光淬火、激光熔覆以及激光清洗。此专利的不足之处在于，作为一种激光清洗装置，结构过于复杂，工作效率低下，焦深问题的解决方法不清晰，使用要求高，无法清洗具有不规则曲面的异形三维工件。
6、中国专利cn 108687056 a公开了一种激光清洗设备及方法。所述设备包括：振镜系统、振镜支架、光学聚焦镜、旋转工作台和操作台，通过旋转工作台的转速与所述激光光束的激光扫描速度、扫描线长度相匹配，完成对具有不规则曲面、高低断差的平面和通孔工件的全面清洗。此专利的不足之处在于，受限于机械方法本身的精度不足问题，其方法仍然难以达到理想的除漆效果，除漆效率仍然较低。缺乏保护系统，容易造成工件的二次氧化，加工过程中产生的污染气体既污染环境，也会出现重附着现象，影响除漆效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，解决现有激光除锈结构复杂，焦深问题的解决方法不清晰以及除锈过程中容易出现二次附着的问题。
2、为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，包括加工台，所述加工台的箱体内从上至下依次设有激光器、工控与风冷装置和计算机控制装置，所述加工台的顶面设有横纵向电动滑轨组，所述横纵向电动滑轨组由沿x方向设置的横向滑轨和沿y方向设置的纵向滑轨构成，所述横向滑轨处设有x轴步进电机，纵向滑轨处设有y轴步进电机，所述横纵向电动滑轨组上设有工件夹持台，所述工件夹持台上设有夹具，所述工件夹持台上海罩设有玻璃保护罩，所述玻璃保护罩罩设在夹具外，所述玻璃保护罩的进气口和排气口分别通过管道连有惰性气体充入机构和排气收集机构，所述加工台的后端设有沿z方向设置的竖向滑轨，所述竖向滑轨处设有z轴步进电机，所述竖向滑轨上部的前端设有动态聚焦机构，所述竖向滑轨上部的一侧还设有计算机控制装置的显示屏。
4、在本方案中，用到了动态聚焦机构，当需要进行除锈时，先将待加工件用夹具夹持住，然后利用玻璃保护罩罩住待加工件，打开惰性气体充入机构向玻璃保护罩内充入惰性气体，并且玻璃保护罩内的惰性气体为流动的，因为玻璃保护罩另一端还设置了排气口，做完上述工作后，利用x轴步进电机、y轴步进电机将待加工件送至合适位置，同时通过z轴步进电机将动态聚焦机构送至合适高度，然后向计算机控制装置中导入或建立待加工件的三维模型，设定好工艺参数后由计算机控制装置控制启动激光器，激光器开启后，脉冲激光束通过光纤进入动态聚焦机构中，计算机控制装置根据光程计算精准控制动态聚焦机构，脉冲激光束经动态聚焦机构处理后作用在待加工件的表面实现了对待加工件的激光除漆工作，加工完成后打开玻璃保护罩，取出除漆完毕的工件；上述方案中的激光除锈装置结构简单，使用了动态聚焦机构，解决了焦深问题，并且在除锈过程中还通过惰性气体充入机构将氮气充入了玻璃保护罩内，并且保持氮气持续流动状态，这样能解决除锈过程中出现的二次附着问题。
5、作为本专利技术的进一步优选，所述工件夹持台内置r轴步进电机，所述夹具与工件夹持台之间可拆卸式连接。
6、便于根据待加工件更换不用的夹具。
7、作为本专利技术的进一步优选，所述惰性气体充入机构包括惰性气体高压箱，所述惰性气体高压箱的排气口通过管道与玻璃保护罩的进气口相连。
8、作为本专利技术的进一步优选，所述排气收集机构包括吸气泵和惰性气体收集仓，所述吸气泵的进气端通过管道与玻璃保护罩的排气口相连，所述吸气泵的排气端则通过管道与惰性气体收集仓的进气口相连。
9、惰性气体收集仓能将排出的氮气收集起来，防止乱排污染环境。
10、作为本专利技术的进一步优选，所述动态聚焦机构包括从后到前依次设置的动态镜组、聚焦镜筒和xy振镜。
11、计算机控制装置中的软件根据光程计算精准控制动态镜组如虚线所示做快速直线往复运动，动态镜组在不同位置时，出射激光的焦距也就随之不同，脉冲激光通过聚焦镜筒进入xy振镜后出射，这样就实现了基于动态聚焦的激光除漆，从而实现对飞机蒙皮这类具有不规则曲面的三维异形工件的全面激光除漆。
12、与现有技术相比，本专利技术至少能达到以下有益效果中的一项：
13、1、实现对工件夹持台上待除漆工件表面不同空间位置的聚焦。
14、2、实现对飞机蒙皮这类具有不规则曲面的三维异形工件的全面激光除漆，除漆效果均匀一致，增强了除漆效果。
15、3、提升了除漆效率，绿色环保，并在不同的应用领域中具有普遍的适应性。
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1.一种用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，包括加工台，所述加工台的箱体内从上至下依次设有激光器（1）、工控与风冷装置（2）和计算机控制装置（3），其特征在于：所述加工台的顶面设有横纵向电动滑轨组，所述横纵向电动滑轨组由沿X方向设置的横向滑轨（6）和沿Y方向设置的纵向滑轨构成（7），所述横向滑轨（6）处设有X轴步进电机，纵向滑轨（7）处设有Y轴步进电机，所述横纵向电动滑轨组上设有工件夹持台（8），所述工件夹持台（8）上设有夹具（9），所述工件夹持台（8）上海罩设有玻璃保护罩（11），所述玻璃保护罩（11）罩设在夹具（9）外，所述玻璃保护罩（11）的进气口和排气口分别通过管道连有惰性气体充入机构（13）和排气收集机构（14），所述加工台的后端设有沿Z方向设置的竖向滑轨（5），所述竖向滑轨（5）处设有Z轴步进电机，所述竖向滑轨（5）上部的前端设有动态聚焦机构（4），所述竖向滑轨（5）上部的一侧还设有计算机控制装置的显示屏（12）。
2.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，其特征在于：所述工件夹持台（8）内置R轴步进电机，所述夹具（9）与工件
3.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，其特征在于：所述惰性气体充入机构（13）包括惰性气体高压箱，所述惰性气体高压箱的排气口通过管道与玻璃保护罩（11）的进气口相连。
4.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，其特征在于：所述排气收集机构（14）包括吸气泵（141）和惰性气体收集仓（142），所述吸气泵（141）的进气端通过管道与玻璃保护罩（11）的排气口相连，所述吸气泵（141）的排气端则通过管道与惰性气体收集仓（142）的进气口相连。
5. 根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的曲面三 维激光除漆设备及方法，其特征在于：所述动态聚焦机构（4）包括从后到前依次设置的动态镜组（41）、聚焦镜筒（42）和XY振镜（43）。
...【技术特征摘要】
1.一种用于飞机蒙皮的曲面三维激光除漆设备及方法，包括加工台，所述加工台的箱体内从上至下依次设有激光器（1）、工控与风冷装置（2）和计算机控制装置（3），其特征在于：所述加工台的顶面设有横纵向电动滑轨组，所述横纵向电动滑轨组由沿x方向设置的横向滑轨（6）和沿y方向设置的纵向滑轨构成（7），所述横向滑轨（6）处设有x轴步进电机，纵向滑轨（7）处设有y轴步进电机，所述横纵向电动滑轨组上设有工件夹持台（8），所述工件夹持台（8）上设有夹具（9），所述工件夹持台（8）上海罩设有玻璃保护罩（11），所述玻璃保护罩（11）罩设在夹具（9）外，所述玻璃保护罩（11）的进气口和排气口分别通过管道连有惰性气体充入机构（13）和排气收集机构（14），所述加工台的后端设有沿z方向设置的竖向滑轨（5），所述竖向滑轨（5）处设有z轴步进电机，所述竖向滑轨（5）上部的前端设有动态聚焦机构（4），所述竖向滑轨（5）上部的一侧还设有计算机控制装置的显示屏（12）。
2.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张继花，何雨璞，朱静，胡欣，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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