[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

说明书

本发明公开了一种高精度激光清洗以及清洗质量在线监测的装置，包括包括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。本发明对待清洗工件上的每一个部位清洗情况进行检测，使得实时检测结果受环境影响小、测量准确度高，对清洗效果较差的位置进行准确定位，保证清洗效果。

技术领域

本发明涉及激光清洗及清洗质量监测领域，具体是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。

背景技术

激光清洗是利用激光辐射工件表面，使表面的污染物、锈蚀物等吸收激光能量后产生瞬间剥离或蒸发等变化，最终从基材上被有效去除的过程，是一种绿色、高效的清洗方式，在工业生产和生活应用中逐渐被大众所接受，其中在模具、国防武器装备、飞机废旧蒙皮油漆、楼宇外墙、精密仪器、电子工业、核反应堆的管道和历史文物等领域中激光清洗技术均得到了长足发展。具有环境友好、非接触、可精准控制等优点。

在激光清洗应用中，清洗的效果通常只有在清洗完全后才能进行测量，但清洗过程中清洗参数的影响比如激光能量密度的高低、照射时间的长短等都会导致基材损伤或清洗不干净，因此激光清洗效果在线监测非常重要。

但是由于激光清洗针对同种污染物的去除的机理都多种多样，清洗环境复杂，目前常用的激光清洗质量监测方法如声波法，受环境影响较大，精度较低，也无法实现对清洗效果的实时监测、记录及分析，且对设备要求较高、测量步骤繁琐、耗费时间较长。

现有技术发明专利201911075973.0“一种激光清洗实时监测装置及方法”,通过导电轮测试整块待清洗工件清洗前后的电阻值变化，利用电阻信号的改变来实时反映激光清洗效果，但并不能对待清洗工件上的每一个部位的清洗情况进行检测，待清洗工件表面一般都只凹凸不平整的表面，受环境影响较大，测量准确度不够高，也不能对清洗效果较差的位置进行准确定位，不能保证清洗效果。

发明内容

本发明解决的问题是对待清洗工件上的每一个部位清洗情况进行检测，使得实时检测结果受环境影响小、测量准确度高，对清洗效果较差的位置进行准确定位，保证清洗效果。本发明提供了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(电连接)，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；探针高度调整驱动器为电机或其他驱动设备；

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；