[發明專利]一種金屬板材激光除銹方法

在審

• 申請號: 201811070841.4
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109175710A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 申芳華;林朝陽
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種金屬板材激光除銹方法，通過光譜圖像采集系統得到的金屬板材銹蝕的形狀、位置和厚度信息，操作人員基于上述信息能夠制定初始的激光相對金屬板材的移動速度、移動路徑和升降位置，并且控制終端能夠根據示波器反饋的信號及時對激光輸出系統的功率發生器的輸出功率進行控制，當銹蝕區域清潔完畢時控制移動裝置將激光器移至下一個銹蝕區域，能夠有效防止激光對金屬板材表面的損傷，并提高了激光除銹的工作效率。

技術領域

本發明涉及一種金屬表面處理方法，特別涉及一種金屬板材激光除銹方法。

背景技術

金屬材料受周圍介質的作用而損壞，稱為金屬腐蝕。金屬的銹蝕是最常見的腐蝕形態。腐蝕時，在金屬的界面上發生了化學或電化學多相反應，使金屬轉入氧化（離子）狀態。這會顯著降低金屬材料的強度、塑性、韌性等力學性能，破壞金屬構件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學和光學等物理性能，縮短設備的使用壽命，甚至造成火災、爆炸等災難性事故。

目前，金屬表面除銹的方法很多，對于不同種類的金屬材料其表面的銹是不同的，因此其除銹的方法也各不相同。常用的表面除銹方法有化學浸泡法、電化學除銹法、機械法以及手工除銹法等。但是，化學浸泡法、電化學除銹法要消耗大量化學試劑，并且污水工藝復雜。

并且，由于通常金屬板材表面的銹斑只存在部分區域，而傳統的化學浸泡法、電化學除銹法、機械除銹法都是對整個表面進行除銹操作，無法針對銹斑區域進行針對性的除銹處理，不僅損傷正常的板材區域，也增加除銹處理的成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決背景技術而提出的一種金屬板材激光除銹方法，能夠有效識別金屬板材的銹蝕區域，針對性的對銹斑區域進行除銹處理，并且采用激光除銹處理能夠克服機械除銹法產生的灰塵，以及化學除銹法產生的廢水，具有廣闊的應用前景。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種金屬板材激光除銹方法，包括以下步驟：

（1）采用光譜圖像采集系統采集不同銹蝕程度的金屬板材表面圖像，建立光譜數據庫并提取光譜特征；

（2）采用光譜圖像采集系統采集待除銹金屬板材表面光譜圖像；

（3）依據不同銹蝕程度的高光譜數據庫，進行金屬板材表面的銹蝕程度評估；

（4）還原金屬板材表面銹蝕區域的精準形狀、精準位置，并將銹蝕的形狀、位置輸入控制終端，并預設激光相對金屬板材的移動速度、移動路徑和升降位置；

（5）控制終端根據步驟（4）得到的銹蝕的形狀、位置控制激光器的激光頭對銹蝕區域進行除銹處理；

（6）控制終端根據監測系統反饋的信號，對激光器的位置和輸出功率進行控制，在銹蝕區域已清理完全后，控制移動裝置將激光器移至下一個銹蝕區域。

現有技術中，通常采用攝像頭（例如CCD攝像頭）對待清理板材進行攝像，用以判斷板材表面的待清潔區域，但是由于金屬板材表面的銹蝕情況復雜,而且對銹蝕層的厚度進行判斷。

而光譜圖像是對同一區域在不同波段上成像的結果，并在記錄了目標區域的空間位置信息，也通過眾多的光譜信息記錄了目標區域在不同波段下的反射率，通過研究某一個具體目標的光譜反射率，能夠通過光譜圖像對指定目標進行識別與分類。光譜圖像能夠實現在幾百個、甚至上千個連續的光譜波段獲取目標圖像，光譜波段涉及到了可見光、紅外、近紅外等廣泛的光譜區域且具備較高的光譜分辨力很高。

步驟（1）中光譜圖像的提取光譜特征在光譜空間下對光譜圖像數據進行處理，首先從全光譜空間中選擇出無銹蝕和不同銹蝕程度對應的若干信號波段，然后提取光譜特征和空間特征，得到一組優化、低維、有效的新的光譜空間信號。