[发明专利]激光清洗能量的确定方法及装置、激光清洗方法及系统

说明书

本发明公开了一种激光清洗能量的确定方法及装置、激光清洗方法及系统。其中，该激光清洗能量的确定方法包括：以初始清洗能量和预设清洗时间进行清洗，选择清洗过程中待清洗层元素的特征谱线；根据特征谱线的强度和失真度信息选取特征谱线波长；并在初始清洗能量的基础上增加预定能量进行打点清洗，获取基体元素与各个待清洗元素的特征谱线的强度比值；判断基体元素与各个待清洗层中元素的第一比值、第二比值以及第三比值中至少两个比值是否大于或等于预设值；若是，则基于当前清洗能量确定目标激光清洗能量。本发明提供的激光清洗能量的确定方法及装置、激光清洗方法及系统，能够高效地自动选择合适的激光清洗能量可靠地进行清洗。

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，特别涉及一种激光清洗能量的确定方法及装置、激光清洗方法及系统。

背景技术

激光清洗技术是一种绿色、高效、操作简便的清洗技术。随着国家越来越倡导绿色制造，该技术得到了广泛的关注。在进行激光清洗，首先需要确定待清洗材料的清洗能量的大小。如果清洗能量超过基体的消融阈值将会对基材造成损伤，而能量过低则不能高效的对表面附着物进行清理，因此激光清洗能量的准确确定是关系到清洗效能的关键因素。其中激光清洗能量一般用激光器的功率表示，单元为瓦(W)。

目前激光清洗能量的获取基本是离线的方法，主要包括：声波检测法和光谱检测法。其中，声波检测法是利用麦克风等声学仪器，收集并处理激光清洗过程中脉冲与材料表面作用过程中所产生的声波。由于激光脉冲与不同材料作用所产生的声波信号存在着差异，所以通过分析声波信号的强度和频率可以判断清洗能量阈值。另外，光谱检测是基于激光与材料作用时会产生等离子体，而等离子体在激发态会在短时间内跃迁至基态并辐射出特征光谱的原理。利用光谱仪可以检测辐射谱线的强度和元素的种类，从而可以粗略的判断激光清洗能量阈值。但是这些方法只能依靠大量的实验数据来寻找能量阈值，当清洗不同材料时需要做大量的重复实验，非常地费事费力。

中国公告号为CN 103090969B的专利说明书公开了“一种激光清洗阈值的测试方法”，具体的，该专利公开了通过多组实验把检测到的等离子体特征谱线的强度转换为电压信号，并带入BiDoseResp函数，从而计算激光清洗能量阈值的方法。由于待清除的附着物种类很多，如锈迹、油漆、污渍等，表面情况比较复杂，这种测试阈值能量的方法，无法适应复杂的清洗环境，并且不便与自动化控制相结合。

中国公布号CN 105127150A专利公开了“一种基于机器人控制的激光清洗系统及其清洗方法”，具体的，其原理是通过识别是否出现基体元素特征峰来进行判断。由于被清洗样品表面的组成相对比较多样和复杂，基于上述原理的识别方法，无法保证判断结果的准确性，因而可信度不高。

综上所述，有必要提出一种理想的激光清洗能量的确定方法、激光清洗方法，以克服现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光清洗能量的确定方法及装置、激光清洗方法及系统，其针对表面组成成分多样的待清除物、能准确高效地自动选择合适的激光清洗能量，并且保证后续清洗过程中在激光能量因外界干扰发生突变时，能自动调整激光清洗能量，最终保证在不损失基体材料的前提下，高效清洗。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种激光清洗能量的确定方法，包括：

以初始清洗能量和预设清洗时间对待清洗材料进行打点清洗，选择清洗过程中待清洗层元素的特征谱线，其中，所述特征谱线所包括的元素种类包括：碳元素、氢元素及氧元素；

根据获取的待清洗层元素的特征谱线的强度和失真度信息，选取所述待清洗层元素的特征谱线波长；

根据所述待清洗层元素的特征波长，并在所述初始清洗能量的基础上增加预定能量获得当前清洗能量后进行打点清洗，其中，当前清洗位置不同于初始清洗位置；在当前清洗过程中，分别获取基体元素与各个待清洗元素的特征谱线的强度比值；