[发明专利]可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置及使用方法

权利要求书

1.一种可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置，其特征在于：该装置包括角度测量装置(A)、激光清洗装置(B)、清洗检测装置(C)和激光焊接装置(D)，角度测量装置(A)、激光清洗装置(B)、清洗检测装置(C)和激光焊接装置(D)依次设置在悬挂导轨(20)上；

角度测量装置(A)包括角度测量仪(1)、角度数据分析系统(2)和机器视觉识别设备(3)，角度测量仪(1)和机器视觉识别设备(3)均与角度数据分析系统(2)数据线连接，角度数据分析系统(2)与激光清洗装置(B)的清洗角度自动调节系统(5)数据线连接；

激光清洗装置(B)由清洗控制器(4)、清洗角度自动调节系统(5)和清洗激光头(7)组成，清洗控制器(4)和清洗激光头(7)线缆连接；清洗激光头(7)与清洗角度自动调节系统(5)通过球形铰链连接；

清洗检测装置(C)由高速摄像机(11)和图像分析系统(12)组成，高速摄像机(11)通过传输数据线与图像分析系统(12)连接；

激光焊接装置(D)由焊接控制器(13)，焊接角度自动调节系统(14)和焊接激光头(16)组成，焊接控制器(13)与焊接激光头(16)线缆连接，焊接激光头(16)与焊接角度自动调节系统(14)通过球形铰链连接，焊接角度自动调节系统(14)与角度测量装置(A)的角度数据分析系统(2)数据线连接。

2.根据权利要求1所述的可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置，其特征在于：清洗激光头(7)包括激光发生器(8)和清洗光斑成型系统(10)，激光发生器(8)和清洗光斑成型系统(10)连接，激光发生器(8)与清洗控制器(4)线缆连接。

3.根据权利要求1所述的可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置，其特征在于：焊接激光头(16)包括激光发生器(17)和焊接光斑成型系统(18)，激光发生器(17)和焊接光斑成型系统(18)连接，激光发生器(17)与焊接控制器(13)线缆连接。

4.根据权利要求2或3所述的可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置，其特征在于：清洗光斑成型系统(10)内设置有扫描振镜和聚焦透镜；焊接光斑成型系统(18)内设有聚焦透镜。

5.一种如权利要求1所述的可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置的使用方法，其特征在于：

步骤如下：

步骤一：角度测量和清洗工作，角度检测装置(A)的清洗角度测量仪(1)和机器视觉识别设备(3)获得工件表面轮廓信息，根据工件表面轮廓信息清洗激光头(7)转动相应角度，开启清洗控制器(1)对待加工工件表面污染物进行清洗工作至清洗完毕，激光清洗装置(B)复位；

步骤二：清洗检测工作，清洗检测装置(C)通过对步骤一中清洗后的待加工表面的轮廓提取，通过图像分析判断图像是否间断或存在斑点，判断清洗表面是否符合清洗要求；

步骤三：焊接工作，激光焊接装置(D)对步骤二中清洗后的工件进行焊接工作。

6.根据权利要求5所述的可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置的使用方法，其特征在于：当测量斜面角度时，步骤一测量角度α为：

α＝90°-β

其中，

A-竖直激光束长度，B-倾斜激光束长度，θ-A与B的夹角，β-竖直光束与斜面的夹角。

7.根据权利要求5所述的可自适应加工表面的激光清洗与焊接装置的使用方法，其特征在于：当测量曲面角度时，步骤一测量角度α为：

α＝270°-ψ-γ-β

其中，

式中，A-竖直激光束长度，B-倾斜激光束长度，θ-A与B的夹角，β-竖直光束与斜面的夹角；

式中，Ψ-切线段与B的夹角，s-光束辐射弧长，γ-过弧两端点线与B的夹角。