[发明专利]一种高精度激光清洗以及清洗质量在线监测的装置及方法

权利要求书

1.一种高精度激光清洗以及清洗质量在线监测装置，其特征在于包括XY轴平台、激光清洗头、电阻探针阵列、电阻测量仪、探针高度自适应调整单元和工作站，

所述激光清洗头包括激光头、振镜、场镜，激光清洗时，激光束从激光头射出，依次通过所述振镜和场镜照射到放置于XY轴平台上的清洗工件的表面，通过XY轴平台移动清洗工件的表面来完成整个清洗工件的表面清洗工作；

所述的电阻探针阵列包括多个测电阻探针排列成的特定形状的探针阵列，为正方形、长方形或者圆形探针阵列中的一种；

所述探针阵列中的每一个探针用于接触清洗工件表面上的点；

所述电阻测量仪与所述电阻探针阵列的电阻探针相连接，用于测量清洗工件的表面上各点的电阻值；

所述探针高度自适应调整单元包括探针高度调整驱动器、微型导轨滑台，所述探针阵列固定在所述微型导轨滑台上，所述探针高度调整驱动器带动所述微型导轨滑台滑动，进而带动所述探针阵列中的探针进行高度自适应调整；

所述工作站包括清洗头控制模块、轴控控制模块、探针高度自适应调整控制模块、电阻测量与采集控制模块和信号处理单元；

所述清洗头控制模块与激光清洗头电连接，用于控制激光头出光清洗放置于XY轴平台上的清洗工件的表面；

所述轴控控制模块与XY轴平台通讯连接，用于控制XY轴平台沿X、Y轴方向移动，进而带动所述放置于XY轴平台上的清洗工件的表面沿X、Y轴方向移动，完成对洗工件的表面的清洗和对清洗工件的表面上各点的电阻值测量；

所述探针高度自适应调整控制模块与探针高度自适应调整单元通讯连接，用于控制微型导轨滑台滑动，进而带动所述探针阵列中的探针进行高度自适应调整；

所述电阻测量与采集控制模块与电阻测量仪通讯连接，用于电阻测量与采集；所述电阻测量与采集控制模块还与信号处理单元通讯连接；

所述信号处理单元接收电阻测量与采集控制模块的数据，并进行数据处理，将处理后的数据进行判读，然后分别反馈给清洗头控制模块、轴控控制模块、探针高度自适应调整控制模块，实现激光头出光、清洗工件的表面沿X和Y轴方向移动、探针高度自适应调整的激光清洗以及清洗质量在线监测。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电阻探针阵列可根据待清洗工件表面的面积大小确定电阻探针阵列的电阻探针数量，根据待清洗工件表面的形状选择电阻探针阵列的排列方式的形状，排列方式为正方形、长方形或者圆形中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述信号处理单元反馈给清洗头控制模块、轴控控制模块和探针高度自适应调整控制模块实现激光清洗以及清洗质量在线监测的具体方法为：

首先构建工艺试验得出的清洗工件表面各个坐标下的标准高度分布数值，清洗工件表面各个坐标下的标准电阻值分布数值；

当激光清洗以及清洗质量在线监测时，通过探针高度自适应调整控制模块适时调节探针高度，信号处理单元利用清洗工件表面位置信息以及对应的电阻值，得出工件表面各个坐标下的高度分布数值，同时得出工件表面各个坐标下的电阻值分布数值；据此高度分布数值和电阻值分布数值，从而可以监测不平整工件表面各处的清洗质量，并精确定位未清洗干净的部位。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于电阻仪测量的电阻测量精度为0.001毫欧。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述工作站通过轴控控制模块和探针高度自适应调整控制模块，实时采集清洗工件表面位置信息和对应的探针高度分布数值，采用一阶滤波器进行滤波处理，减少测量误差。