[发明专利]一种用于环形构件表面处理的激光清洗设备

说明书

本发明涉及一种用于环形构件表面处理的激光清洗设备，该设备包括柔性装夹转盘、外侧清洗机械臂、内侧清洗机械臂、外表面激光清洗头、内表面激光清洗头。柔性装夹转盘可对不同直径环形构件进行柔性装夹，外侧清洗机械臂执行末端搭载外表面激光清洗头，内侧清洗机械臂执行末端搭载内表面激光清洗头。外侧清洗机械臂、内侧清洗机械臂、柔性装夹转盘三者联动，外表面激光清洗头和内表面激光清洗头开启激光，可实现环形构件内、外表面的自动清洗。本发明采用激光清洗的方式，可实现环形构件内、外表面的高效自动化处理，可避免手工操作，提升清洗效率、提高表面处理质量一致性，避免环境污染和人身健康伤害。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，具体涉及一种用于环形构件表面处理的激光清洗设备。

背景技术

环形构件广泛应用于航空、航天等领域，为保证工程安全性和可靠性。在使用前需要对环形构件表面的机加液、油污等杂质进行去除、清洗等表面处理。目前，环形构件表面处理均采用化学处理方法。即首先用有机溶剂、碱液分别进行清洗，然后采用酸蚀法对进行化学处理，最后用水清洗后进行烘干。清洗过程及酸膏配制、涂抹过程均为手工操作。过程质量控制困难，产品一致性难以保证，且人工操作强度较大生产效率较低。同时化学处理中采用的有机溶剂、酸膏等对环境污染较大，对操作人员也存在较大的职业健康风险。所以迫切需要一种高效且对环境无污染的连接裙表面处理方法。

目前环形构件表面处理处理主要采用酸洗、打磨等人工作业，存在效率低、一致性差、环境污染大等问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供用于环形构件表面处理的激光清洗设备，利用该设备，将激光清洗技术应用到环形构件表面除污、除锈、毛化等工艺中，实现自动化激光清洗。

本发明的技术解决方案是：一种用于环形构件表面处理的激光清洗设备，该设备包括柔性装夹转盘、外侧清洗机械臂、内侧清洗机械臂、外表面激光清洗头、内表面激光清洗头；

所述柔性装夹转盘用于对不同直径环形构件进行柔性装夹，固定环形构件；

所述外侧清洗机械臂执行末端搭载外表面激光清洗头；

所述内侧清洗机械臂执行末端搭载内表面激光清洗头；

所述外侧清洗机械臂、内侧清洗机械臂、柔性装夹转盘三者联动，外表面激光清洗头和内表面激光清洗头开启激光，可实现环形构件内、外表面的自动化清洗。

所述柔性装夹转盘包括转盘基座、旋转运动伺服电机、回转减速机、托盘、N套夹持组件，N≥3；

转盘基座安装在地面上，旋转运动伺服电机驱动回转减速机带动托盘整周旋转，N套夹持组件位于托盘上，均布在环形构件周边，共同夹持环形构件。

所述夹持组件包括直线模组、卡爪、驱动电机、第一支撑台和第二支撑台；

第一支撑台与第二支撑台平行固定在托盘上，中间形成凹槽，直线模组位于凹槽内，卡爪下端中部固定安装在直线模组的动子上，伺服电机安装在个直线模组驱动末端，驱动卡爪动子进行直线运动。

所述环形构件安放在卡爪的上表面，所述卡爪的上表面设有一个凸台立面，与环形构件接触，用于抵住环形构件立面，卡爪两侧的下表面可在支撑台上表面滑动。

所述卡爪上表面、卡爪下表面、支撑台上表面、卡爪凸台均采用聚四氟乙烯材料制成，摩擦系数为0.02～0.04。

所述外侧清洗机械臂通过外侧清洗机械臂底座安装在地面上，外表面激光清洗头通过第一转接法兰安装在外侧清洗机械臂本体执行末端，实现6自由度的运动。

所述外表面激光清洗头包括第一振镜镜头、第一上位测距仪、第一下位测距仪、第一CCD相机；