[发明专利]一种激光清洗的智能控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种激光清洗的智能控制系统及方法，包括多传感参数监测模块，用于对材料附着表面进行探测，并获取材料附着表面三维形貌信息，同时对激光功率，激光光斑形状，激光波长，激光重复频率等进行监测，输出激光参数信息；智能模糊控制模块，用于对激光清洗过程中的激光清洗区域，激光清洗速度，清洗次数进行监测并控制；激光清洗效果定量评估模块，用于对材料附着表面的清洗效果进行计算，输出为清洗效果信息；智能模糊控制模块，用于构建所述清洗效果信息、激光参数信息和清洗控制信息的多维超曲面模型，实时优化并控制清洗参数。本发明能对清洗区域进行监测，对清洗过程实时控制，并优化清洗效果，具有高效、稳定、准确的特点。

技术领域

发明属于面向智能激光清洗领域，涉及激光清洗对象有金属氧化层、金属附着物、复合材料氧化物以及特种材料定量去除层等。

背景技术

在工业生产中，常常需要用到清洗的技术。传统的清洗方法包括化学清洗、机械清洗以及超声波清洗。化学清洗的方法由于利用化学试剂容易造成环境污染，且其清洁度有限，更会引入额外杂质；机械清洗一般清洁度都较低，而且很容易损伤工件本身；而超声波清洗由于原理限制，在对亚微米级污粒的清洗领域无能为力。

面对日益精进的加工工艺需求，传统的清洗技术从原理上或多或少都陷入了一定的瓶颈。激光具有高能量、高单色性及高方向性等优点，这使得它在工业生产方面得到了广泛的应用。

现代激光清洗技术大多为单一激光器清洗，目前国内激光清洗工艺并不完备，激光清洗前的试验工作繁多，导致实际清洗速度较低，要完成一个样品清洗的时间往往以数小时计，很难满足现代工业化生产的现场需求；另一方面，不完备的工艺和缺乏成熟的优化算法支撑，使得激光参数极不容易控制，很容易就超过损伤阈值而对基底造成不可逆损伤。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种激光清洗的智能控制方法，能实时监测清洗表面效果并通过算法优化得出最佳激光清洗参数信息，并实时控制激光清洗参数，从而大大提高清洗效率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种激光清洗的智能控制系统，其特征在于，包括

多传感参数监测模块，用于对材料附着表面进行探测，并获取材料附着表面三维形貌信息，同时对激光功率，激光光斑形状，激光波长，激光重复频率等进行监测，输出激光参数信息；

智能模糊控制模块，用于对激光清洗过程中的激光清洗区域，激光清洗速度，清洗次数进行监测并控制，同时输出清洗控制信息；

激光清洗效果定量评估模块，用于对材料附着表面的清洗效果进行计算，输出为清洗效果信息；

智能模糊控制模块，用于构建所述清洗效果信息、激光参数信息和清洗控制信息的多维超曲面模型，实时优化并控制清洗参数，达到最佳清洗效果。

在上述的一种激光清洗的智能控制系统，所述的激光清洗效果定量评估模块采用激光效果定量评估方法为像素值法是通过统计清洗区域与未清洗区域的像素大小，计算出清洗的清洁率，清洁率＝清洁区域像素点/总清洗区域像素点。

在上述的一种激光清洗的智能控制系统，所述的智能模糊控制模块智能模糊控制具体包括：

通过激光参数信息、清洗控制信息等多参数间的约束条件，采用激光清洗效果定量表达方法，多元高次回归建模方法来构建激光参数-控制参数-清洗效果等多参数间的多维超曲面响应数学物理模型、加权函数综合和遗传因子算法求解过程控制参数的最优解并输出。

一种激光清洗的智能控制方法，其特征在于，包括

多传感参数监测步骤：用于对材料附着表面进行探测，并获取材料附着表面三维形貌信息，同时对激光功率，激光光斑形状，激光波长，激光重复频率等进行监测，输出激光参数信息；