[發(fā)明專利]激光噴丸裝置的控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710067794.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN107130100A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸光洙;韓元進(jìn);李原劤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 斗山重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C21D9/50
• 分類號(hào): C21D9/50;C21D10/00;C21D11/00
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所11399
• 代理人: 朱健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光噴丸裝置的控制方法，更為詳細(xì)地涉及一種激光噴丸裝置的控制方法，其不僅可以準(zhǔn)確且穩(wěn)定地完成針對(duì)管形狀的嘴內(nèi)面的噴丸作業(yè)，還可以完成針對(duì)不均勻的焊接部及焊接部的周圍的噴丸作業(yè)。

背景技術(shù)

由于激光束具有較高的能量密度和連續(xù)(coherence)特性，因此在很多領(lǐng)域被廣泛使用。在核能發(fā)電站的核反應(yīng)堆中，激光應(yīng)用技術(shù)也作為檢查、預(yù)防性維修、維修等的手段適用。

例如，有激光堆焊(laser build-up welding)或激光噴丸(laser peening)等，所述激光堆焊對(duì)構(gòu)造物等的裂痕進(jìn)行整修，所述激光噴丸防止核反應(yīng)堆內(nèi)構(gòu)造物等的應(yīng)力腐蝕開裂。

激光噴丸是利用Nd、YAG(釹、冶金)激光的預(yù)防性維修技術(shù)。激光噴丸是一種通過鏡頭等將激光光線聚集并照射至材料的表面從而產(chǎn)生等離子，通過等離子的沖擊波將殘余應(yīng)力植入材料的方法。雖然如果具備材料、環(huán)境、應(yīng)力三個(gè)條件就會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，但是通過激光噴丸可將引張應(yīng)力狀態(tài)或較低的壓縮應(yīng)力變成較高的壓縮應(yīng)力狀態(tài)，從而可防止木材或焊接部發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

激光噴丸裝置根據(jù)傳送激光光線的方法可分為將鏡子(mirror)配置于中空的導(dǎo)光管內(nèi)部從而傳送光線的裝置和利用光導(dǎo)纖維傳送光線的裝置。核反應(yīng)堆的激光噴丸裝置的一個(gè)例子在韓國專利公開2012-0048692號(hào)上有公開。

就普通的激光噴丸裝置而言，由于激光束照射的部分和加工面垂直，因此激光束沿著和加工面垂直方向照射。在加工面上產(chǎn)生的等離子有可能會(huì)給激光噴丸裝置造成損傷，或者因?yàn)榈入x子激光束可能會(huì)被切斷。

另一方面，就根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光噴丸裝置而言，針對(duì)不均勻的焊接部及焊接部的周邊，作業(yè)人員必須直接指定激光作業(yè)磁頭(head)的作業(yè)路徑。另外，由于憑借人力對(duì)焊接部的形狀和大小進(jìn)行衡量從而指定作業(yè)磁頭的作業(yè)路徑，因而在噴丸作業(yè)上消耗較多的時(shí)間，并且作業(yè)的準(zhǔn)確性降低，無法完成有效的噴丸作業(yè)。

因此，迫切需要一種技術(shù)能夠解決現(xiàn)有技術(shù)所致的問題。

【先行技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

韓國登記專利第10-1401902號(hào)(2014年05月25日登記)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種激光噴丸裝置的控制方法，其不僅可以準(zhǔn)確且穩(wěn)定地執(zhí)行針對(duì)管形狀嘴的內(nèi)面的噴丸作業(yè)，還可以執(zhí)行針對(duì)不均勻的焊接部及焊接部的周圍的噴丸作業(yè)。

用于實(shí)現(xiàn)所述目的的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面的激光噴丸裝置的控制方法，所述激光噴丸裝置包括生成激光束的激光振蕩器、將所述激光束向作業(yè)部位照射的作業(yè)磁頭、將所述激光振蕩器的激光束向所述作業(yè)磁頭傳送的操縱器及三維掃描裝置，所述激光噴丸裝置的控制方法可包括：a)三維掃描步驟，其利用所述三維掃描裝置對(duì)激光噴丸對(duì)象面進(jìn)行掃描從而獲得激光噴丸對(duì)象面的輪廓(profile)；b)過濾步驟，其在過濾(filtering)所述獲得的輪廓后獲得所需的作業(yè)區(qū)域的信息；c)作業(yè)路徑計(jì)算步驟，其以所述獲得的輪廓和作業(yè)區(qū)域的信息為基礎(chǔ)計(jì)算最佳的激光噴丸作業(yè)路徑；以及d)驅(qū)動(dòng)控制步驟，其根據(jù)所述計(jì)算的作業(yè)路徑對(duì)所述激光噴丸裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述過濾步驟可包括：從所述激光噴丸對(duì)象面的輪廓提取所述激光噴丸對(duì)象面的三維表面數(shù)據(jù)的步驟；從所述激光噴丸對(duì)象面的輪廓提取焊接部的三維表面數(shù)據(jù)的步驟；以及從所述激光噴丸對(duì)象面的輪廓提取所述焊接部的周圍的三維表面數(shù)據(jù)的步驟。

另外，所述過濾步驟還可包括作業(yè)區(qū)域數(shù)據(jù)獲得步驟，對(duì)所述焊接部及焊接部的周圍的三維表面數(shù)據(jù)進(jìn)行相互融合從而獲得作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述作業(yè)路徑計(jì)算步驟可包括：路徑簡(jiǎn)單化步驟,通過一條直線或曲線對(duì)有關(guān)所述作業(yè)區(qū)域的全體路徑進(jìn)行處理；路徑導(dǎo)出步驟，對(duì)可以從處理的路徑的一端部至他端部行進(jìn)的許多情況的路徑進(jìn)行導(dǎo)出；以及路徑選擇步驟，對(duì)導(dǎo)出的許多路徑中移動(dòng)距離最短的路徑進(jìn)行選擇。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)控制步驟可包括：作業(yè)磁頭控制步驟，在激光噴丸作業(yè)進(jìn)行時(shí)為了保持一定的焦點(diǎn)距離及入射角度。對(duì)所述激光噴丸裝置的作業(yè)磁頭進(jìn)行控制。

另外，所述驅(qū)動(dòng)控制步驟還可包括：位置變更控制步驟，對(duì)所述作業(yè)磁頭的第一主體部、第二主體部、水平移動(dòng)部、第三主體部及激光束照射嘴的旋轉(zhuǎn)角度乃至位置變更距離進(jìn)行控制。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)控制步驟可包括：周邊裝置控制步驟，對(duì)所述激光振蕩器、操縱器、作業(yè)磁頭及三維掃描裝置的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。