基于视觉的激光清洗软件系统设计与开发

以大轴端面锈蚀为清洗目标,采用模块化设计方法,利用Visual Studio 2017开发环境下的MFC框架开发基于视觉的激光清洗软件系统,设计图像综合、程序管理、清洗工艺管理和报警监测四大功能模块。利用该软件系统进行相关测试,结果表明:该软件系统各模块运行稳定,管理便捷,可视化程度高,能够满足大轴端面锈蚀的激光清洗功能需求。     

激光清洗技术的应用及展望

对传统清洗技术进行了概述,指出传统清洗技术的局限性。介绍了激光清洗技术的机制及方法;举例说明了激光清洗在实际应用中的优势,并指出了其存在的问题。虽然目前激光清洗还无法取代传统清洗技术,但未来激光清洗一定会在各领域成为一种高效清洗的技术手段。     

激光频率对激光干式清洗机理及表面性能的影响

目的 探究不同频率下激光干式清洗的清洗效果、清洗机理及清洗后材料的表面性能.方法 通过理论计算,得出较优频率,并采用固体光纤激光器,控制清洗频率单因素参数,以Q235低碳结构钢表面氧化层为例进行清洗实验.结果 在350 kHz清洗后,样品的表面效果最佳;频率为250 kHz时,样品的表面粗糙度达到最低值,为2.572μ...     

激光清洗对铝合金表面后续涂胶效果的影响规律研究

目的 研究激光清洗的工艺参数调整对表面后续涂胶效果的影响规律。方法 采用100 W脉冲激光器对5754铝合金板进行表面清洗,研究并分析激光频率、扫描速度对铝合金表面性能的影响。采用达因液检测试样表面能,并测量接触角、表面粗糙度及胶黏剂附着力。结果 在选定100 W功率的情况下,当激光清洗频率在50~200 kHz时,满足达因液检测要求,铝合金板呈亲水性,粗糙度明显增大,胶黏剂附着力大于原基材。当激光频率在300~1 000 kHz时,不满足达因液要求,表面接近疏水性,粗糙度变化不明显。扫描速度对铝合金板后续涂胶效果影响不大,试验结果均能满足达因液要求,且亲水角变化不明显,粗糙度均明显增大,胶黏剂附着力均大于原基材。结论 在功率一定的情况下,激光频率是影响铝合金后续涂胶效果的主要因素,其原因主要是改变了表面粗糙度,增大其润湿性。激光扫描速度的变化可以增大铝合金表面能,使其表面具有亲水效果,对于铝合金后续涂胶效果的变化影响较小。     

纳秒激光对金属清洗着色机理及质量的研究

目的 分析激光清洗着色工艺对有锈蚀层的304不锈钢着色质量的影响规律,探讨呈色原理,为实现清洗与着色的一次性成形提供理论及工艺支持.方法 采用COMSOL Multiphysics建立了激光加工有锈蚀层304不锈钢的有限元模型,分析了过程中温度场的分布和参数对材料烧蚀深度的影响,指导着色参数的选择.调整参数进行实验获得质量较好的着色样本,用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对样本的微观结构及能谱分布进行测量,分析清洗质量、呈色原理.对粗糙度有差异的304不锈钢进行着色试验,分析粗糙度对颜色显示的影响.结果 仿真结果表明,温度场的分布与材料的导热系数相关,P=20 W、h=0.01 mm时,v减小,烧蚀深度加深.实验获得的黄、蓝、绿、红4色样本,能量密度最低的蓝色样本中氧的质量分数由19.87％到0％的改变,表明各色样本均已实现清洗,同时能够进行着色,且获得平整的高质量表面.粗糙度高的着色样本,在观测角为90°时依然可以保证样本颜色不失真.结论 通过优化参数可以实现清洗与着色的一次性成形.纳秒激光着色304不锈钢,其呈色原理与能量密度相关.对表面粗糙度Ra>1.6μm的304不锈钢着色,可获得不失真的着色样本.     

金属表面腐蚀层及涂层的激光干式清洗研究进展

激光干式清洗方法,因操作简单、清洗过程易于控制等优点,目前应用最为广泛。重点介绍了激光干式清洗在各种金属材质表面不同腐蚀层和涂层清除中的应用,包括有多种钢材表面的锈层,钢材表面的ZrO2、Cr2O3、Al2O3变性层,热轧钢表面高温氧化层,Ti合金表面富氧α相层,合金钢在H2S环境中腐蚀而形成的硫化层,钢、铝合金、钛合金表面漆层,热压成型钢板表面Al-Si涂层以及航空压缩机Ti合金叶片TiAlN涂层等。分类对比了不同清洗对象所需选用的合适激光清洗工艺参数,如波长、脉宽、频率、功率、扫描速率等。金属材料激光干式清洗多选用波长为1064 nm的纳秒激光器,清洗后表面粗糙度可达1μm,且随着能量输入的升高而增大。锈层的去除主要依靠高温烧蚀作用,变性层是由于产生的热弹性应力而剥离,而漆层和涂层则是由于烧蚀气化、热振动、热冲击等机制实现清洗。最后,对激光清洗技术在国内不同工业领域中的应用前景进行了展望。     

铝合金焊前激光清洗工艺研究及接头性能评估

针对铝合金焊前激光清洗,以表面氧含量为指标,研究平均功率、扫描频率对清洗效果的影响,以表面硬度、表面耐腐蚀性评价其服役性能,最终获得高质量剥离铝合金表面氧化膜的工艺窗口,确定有损/无损激光清洗边界条件,对激光清洗与人工打磨进行全方位对比,最终显示两者的作用效果差异。结果表明,在平均功率125～175 W,扫描频率100～150 Hz范围内可实现铝合金氧化膜的高质量剥离;当激光清洗功率密度为(2.24～3.14)×10⁶ W/cm²时,可实现无损激光清洗,当激光功率密度>3.14×10⁶ W/cm²时,即为有损激光清洗;焊前进行激光清洗可全面提升焊缝质量,接头强度可达281.4 MPa,可有效替代人工打磨。     

铝合金列车车身焊缝表面激光清洗-质量检测一体化方法

视觉检测是实现焊缝表面质量检测的有效手段。然而,铝合金轨道列车车身电弧焊接产生的黑灰使视觉传感器采集到的数据存在大量缺失,影响了焊缝表面质量检测的精度。为此,该文提出一种铝合金车身焊缝表面激光清洗-质量检测一体化方法,设计了“清洗-焊接-检测”一体化装置。首先采用激光清洗技术去除电弧焊接产生的黑灰,降低了数据缺失率;随后基于线结构光传感器采集焊缝表面轮廓信息,采用三次样条插值和随机抽样一致性算法建立焊缝表面动态理想轮廓模型;通过特征点提取、比较动态理想轮廓与实际轮廓差异实现了焊缝特征尺寸的测量与表面缺陷检测。结果表明,激光清洗后采集数据的缺失率相比清洗前降低了93.43%;提出的激光清洗-质量检测一体化方法实现了焊缝特征尺寸测量与表面缺陷检测。焊缝特征尺寸检测精度达0.1 mm,气孔、焊瘤、未熔合缺陷的长度检测精度达0.2 mm。     

基于机器视觉三维激光线扫描系统的组成及应用

三维几何信息的获得是逆向工程中极为重要的一部分工作.本文讨论了一种基于计算机视觉原理的三维激光扫描测量系统的原理,组成,工作过程,精度分析和在工程实际中的应用.     

激光清洗纯铝设备线夹工艺及其对电导率的影响

目的 采用激光干式清洗法对模拟纯铝设备线夹的氧化污染表面进行清洗。方法 采用纳秒脉冲激光清洗纯铝板的氧化污染表面。在扫描电镜（SEM）下观察激光清洗前后表面,并采用X射线能谱分析（EDS）测试并分析其元素质量分数。利用电导率测量仪（SIGMATEST 2.069）检测其表面电导率。采用超景深三维显微镜观察激光清洗前后铝板表面形貌,研究激光清洗对其表面形貌、元素含量及电导率的影响规律,从而确定最佳的激光清洗工艺参数。结果 激光干式清洗可有效去除氧化污染表面的O元素和Cl元素,清洗后表面Al、O、Cl元素的质量分数分别达94.02%、5.95%和0.03%,Al元素质量分数较氧化污染表面的37.36%最高提升了151.66%,O和Cl元素则较未清洗表面的59.55%和3.09%最多分别降低了90.01%和99.03%。清洗后的表面电导率可达34.88 MS/m,较氧化污染铝板表面的32.00 MS/m提升9%。最终确定最佳激光清洗工艺为：激光功率120 W,重复频率60 kHz,扫描速度2 875 mm/s,填充线间距0.058 mm,扫描次数3次。结论 激光干式清洗可有效去除铝板氧化污染...     

履带式水仓清挖机器人液压系统分析

针对当前机械清挖存在的功能单一、体积庞大、自动化程度低、操作人多的缺点,设计一种水仓清挖机器人,并对其行走单元的液压系统进行仿真分析。仿真分析平地直行、转向、爬坡等工况下的动态特性,结果表明清仓机器人的行走单元能够按照工况要求完成指定动作,行驶过程中不受外界阻力变化影响,同时各个执行器能够独立工作互不干扰,体现了良好的抗流量饱和能力。此外,还模拟了负载敏感系统和定量泵节流调速系统的节能效率,结果表明负载敏感系统的效率更高,节省的能量更多。     

激光切割加工中CAPP系统的设计与研究

介绍了一种激光切割加工中CAPP系统工艺数据库设计与开发，该系统可以提供激光切割加工的各种加工方法和工艺参数的选择，实现激光切割工艺标准化，并为智能化工艺设计提供了基础。     

工艺参数对激光清洗GFRP脱模剂层影响研究

目的 有效去除GFRP表面的脱模剂,保证对玻璃纤维损害降到最低,并提高表面粗糙度。方法 运用正交试验法,采用红外脉冲激光对玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)表面喷覆黑漆层的脱模剂层进行去除试验,研究激光的平均功率(15、20、25、30 W)、激光扫描速度(240、250、255、260 mm/s)和激光脉冲频率(70、80、90、100 kHz)对清洗后试件表面形貌和微观组织的影响规律,分别探讨不同激光参数下对GFRP材料表面粗糙度及胶接强度的影响规律。结果 在激光参数为平均功率P=25 W、激光扫描速度v=255 mm/s、激光脉冲频率f=100 kHz下,可将脱模剂有效去除,且保留了玻璃纤维的完整性,同时表面粗糙度值Sa由原来的0.684 μm增加到稳定值(4.5±0.3)μm。随着平均功率的增大,试件表面粗糙度值Sa逐渐增大,其胶接强度高于未表面处理的胶接强度。随着扫描速度的增大,试件表面粗糙度值Sa先减小、后增大。随着脉冲频率的增大,试件表面粗糙度值Sa逐渐减小。结论 最佳试验制备激光清洗工艺参数为平均功率P=25 W、激光扫描速度v=255 mm/s、激光脉冲频率f =100 kHz,在此参数下能有效去除脱模剂,玻璃纤维损害降到最低,并提高表面粗糙度,有效保证GFRP板材表面质量,同时还有利于提高复合材料之间的胶接强度。该研究结果可为航空领域复合材料脱模剂的激光清洗提供工艺参数参考。     

机械手抛丸机在铸件清理中的应用与改进

介绍了DV2-450机械手抛丸机的工作原理和应用情况,并针对使用过程中存在的问题,提出了实施改进的方法,取得了良好效果。