[发明专利]激光喷丸装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光喷丸装置的控制方法，更为详细地涉及一种激光喷丸装置的控制方法，其不仅可以准确且稳定地完成针对管形状的嘴内面的喷丸作业，还可以完成针对不均匀的焊接部及焊接部的周围的喷丸作业。

背景技术

由于激光束具有较高的能量密度和连续(coherence)特性，因此在很多领域被广泛使用。在核能发电站的核反应堆中，激光应用技术也作为检查、预防性维修、维修等的手段适用。

例如，有激光堆焊(laser build-up welding)或激光喷丸(laser peening)等，所述激光堆焊对构造物等的裂痕进行整修，所述激光喷丸防止核反应堆内构造物等的应力腐蚀开裂。

激光喷丸是利用Nd、YAG(钕、冶金)激光的预防性维修技术。激光喷丸是一种通过镜头等将激光光线聚集并照射至材料的表面从而产生等离子，通过等离子的冲击波将残余应力植入材料的方法。虽然如果具备材料、环境、应力三个条件就会发生应力腐蚀开裂，但是通过激光喷丸可将引张应力状态或较低的压缩应力变成较高的压缩应力状态，从而可防止木材或焊接部发生应力腐蚀开裂。

激光喷丸装置根据传送激光光线的方法可分为将镜子(mirror)配置于中空的导光管内部从而传送光线的装置和利用光导纤维传送光线的装置。核反应堆的激光喷丸装置的一个例子在韩国专利公开2012-0048692号上有公开。

就普通的激光喷丸装置而言，由于激光束照射的部分和加工面垂直，因此激光束沿着和加工面垂直方向照射。在加工面上产生的等离子有可能会给激光喷丸装置造成损伤，或者因为等离子激光束可能会被切断。

另一方面，就根据现有技术的激光喷丸装置而言，针对不均匀的焊接部及焊接部的周边，作业人员必须直接指定激光作业磁头(head)的作业路径。另外，由于凭借人力对焊接部的形状和大小进行衡量从而指定作业磁头的作业路径，因而在喷丸作业上消耗较多的时间，并且作业的准确性降低，无法完成有效的喷丸作业。

因此，迫切需要一种技术能够解决现有技术所致的问题。

【先行技术文献】

【专利文献】

韩国登记专利第10-1401902号(2014年05月25日登记)

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光喷丸装置的控制方法，其不仅可以准确且稳定地执行针对管形状嘴的内面的喷丸作业，还可以执行针对不均匀的焊接部及焊接部的周围的喷丸作业。

用于实现所述目的的根据本发明的一个侧面的激光喷丸装置的控制方法，所述激光喷丸装置包括生成激光束的激光振荡器、将所述激光束向作业部位照射的作业磁头、将所述激光振荡器的激光束向所述作业磁头传送的操纵器及三维扫描装置，所述激光喷丸装置的控制方法可包括：a)三维扫描步骤，其利用所述三维扫描装置对激光喷丸对象面进行扫描从而获得激光喷丸对象面的轮廓(profile)；b)过滤步骤，其在过滤(filtering)所述获得的轮廓后获得所需的作业区域的信息；c)作业路径计算步骤，其以所述获得的轮廓和作业区域的信息为基础计算最佳的激光喷丸作业路径；以及d)驱动控制步骤，其根据所述计算的作业路径对所述激光喷丸装置进行驱动。

在本发明的一个实施例中，所述过滤步骤可包括：从所述激光喷丸对象面的轮廓提取所述激光喷丸对象面的三维表面数据的步骤；从所述激光喷丸对象面的轮廓提取焊接部的三维表面数据的步骤；以及从所述激光喷丸对象面的轮廓提取所述焊接部的周围的三维表面数据的步骤。

另外，所述过滤步骤还可包括作业区域数据获得步骤，对所述焊接部及焊接部的周围的三维表面数据进行相互融合从而获得作业区域的数据。

在本发明的一个实施例中，所述作业路径计算步骤可包括：路径简单化步骤,通过一条直线或曲线对有关所述作业区域的全体路径进行处理；路径导出步骤，对可以从处理的路径的一端部至他端部行进的许多情况的路径进行导出；以及路径选择步骤，对导出的许多路径中移动距离最短的路径进行选择。

在本发明的一个实施例中，所述驱动控制步骤可包括：作业磁头控制步骤，在激光喷丸作业进行时为了保持一定的焦点距离及入射角度。对所述激光喷丸装置的作业磁头进行控制。

另外，所述驱动控制步骤还可包括：位置变更控制步骤，对所述作业磁头的第一主体部、第二主体部、水平移动部、第三主体部及激光束照射嘴的旋转角度乃至位置变更距离进行控制。

在本发明的一个实施例中，所述驱动控制步骤可包括：周边装置控制步骤，对所述激光振荡器、操纵器、作业磁头及三维扫描装置的驱动进行控制。