[实用新型]一种复合材料损伤区域的激光去除装置

说明书

技术领域

本实用新型属于材料修复技术领域，具体涉及一种复合材料损伤区域的激光去除装置。

背景技术

复合材料，特别是碳纤维复合材料，由于具有比强度和比模量高、结构尺寸稳定性好、可设计性强、抗疲劳性能优以及耐腐蚀等优点，在工业领域得到了广泛的应用。

据申请人了解，传统的修理方式为机械修理和挖补胶接修理。然而挖补胶接修理需要将损伤区域的复合材料去除，通常采用打磨的方式。但是由于复合材料为铺层结构，每层复合材料厚度基本在0.3mm以内，传统的机械打磨容易造成层间破坏，产生二次伤害，同时还会产生粉尘，不仅对操作人员身体造成伤害，还存在易引起爆炸的隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，损伤区域打磨去除效率低，去除过程中易造成层间破坏，同时打磨产生的粉尘会影响操作人员健康并易引起爆炸。

克服现有技术的缺点，提供一种复合材料损伤区域的激光去除装置，利用复合材料中树脂和碳纤维不同的裂解温度，通过控制激光烧蚀温度，先烧蚀树脂，再去除残留的碳纤维除，从而实现复合材料损伤区域的可控去除。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种复合材料损伤区域的激光去除装置，包括控制系统、图像采集系统、气流吹送系统以及设置于机器人机械臂上的激光器系统和光束传输系统，激光器系统包括激光谐振装置和激光发射终端，激光谐振装置产生的激光通过光束传输系统传输至激光发射终端，控制系统的控制端分别连接激光器系统和机器人，图像采集系统连接控制系统的信号采集端，激光发射终端的相对位置设有零件台，零件台上设有气流吹送系统。

本实用新型进一步限定的技术方案是：还包括保护罩，保护罩的一面连接机械臂，保护罩的下端为可调节尺寸的耐高温石英玻璃台，其上端为耐高温塑料膜。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，零件台为可旋转式，其下端具有可与之形成移动副的轨道。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，光束传输系统为传能光纤，激光谐振装置产生的激光通过光纤耦合系统聚焦后再导入传能光纤内，通过传能光纤传输至激光发射终端。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，激光器系统的输出功率为 5W-2000W。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，激光器系统上设置有冷却系统，冷却系统为水冷系统。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，的激光发射终端由反射镜、扩束镜、聚焦透镜以及护镜构成。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，气流吹送系统为气管，气管的出气口位于零件台一侧。

作为本实用新型的进一步改进，进一步的，机器人为六轴机器人。

本实用新型的有益效果是：采用激光高温烧蚀的方式去除损伤区域，具体是根据复合材料中树脂和碳纤维不同的裂解温度，通过控制激光烧蚀温度逐一去除，实现损伤区域自动化高效去除，去除过程中有效避免复合材料层间出现二次伤害，同时只产生裂解产物，不产生粉尘，避免对操作人员造成人身伤害和引起爆炸隐患。

附图说明

图1为本实用新型的一种复合材料损伤区域的激光去除装置的结构示意框图。

图2为为本实用新型实施例的激光去除方法的流程示意图。

图3为本实用新型的实施例修理挖补俯视图。

图4为本实用新型的实施例修理挖补正视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1，本实施例提供的一种复合材料损伤区域的激光去除装置，包括控制系统、图像采集系统、气流吹送系统以及设置于机器人机械臂上的激光器系统和光束传输系统，激光器系统包括激光谐振装置和激光发射终端，激光谐振装置产生的激光通过光束传输系统传输至激光发射终端，控制系统的控制端分别连接激光器系统和机器人，图像采集系统连接控制系统的信号采集端，激光发射终端的相对位置设有零件台，零件台上设有气流吹送系统。

以下将对上述装置中的各系统的组成及运行方式等进行详细说明。

控制系统采用计算机软件控制，其接收端接收图像采集系统传输的信息，经过分析处理后向装置中各系统传输指令。

还包括保护罩，保护罩的一面连接机械臂，保护罩的下端为可调节尺寸的耐高温石英玻璃台，其上端为耐高温塑料膜。

零件台为可旋转式，其下端具有可与之形成移动副的轨道。

光束传输系统为传能光纤，激光谐振装置产生的激光通过光纤耦合系统聚焦后再导入传能光纤内，通过传能光纤传输至激光发射终端。