机器人激光除漆系统的设计与实现

为解决传统采用化学清洗、机械打磨和喷砂的除漆方法存在产生有害废弃物、损伤基底材料、效率低及劳动强度大等问题,基于飞机的结构形状及除漆要求,开发了一套用于飞机表面的机器人激光除漆系统,该机器人激光除漆系统由全向移动单元、四自由度机械臂单元、激光清洗单元和测控单元组成。首先根据DR-5无人侦察机的外形对激光除漆机器人进行了机械本体和控制架构设计,并采用D-H法对机械臂进行了运动学分析和工作空间分析,验证了机械臂的可达性;接着对该机械臂进行了重复性测试,其中Z向重复度利用激光位移传感器定量评价,X、Y向重复度采用误差圆评价;最后基于弓字形路径对DR-5无人侦察机机身的部分平面及曲面开展了激光除漆实验,并根据激光除漆后表面漆层残余厚度对除漆效果进行了评价。研究结果表明,激光除漆机器人的Z向重复度为0.039 mm,X、Y向重复度小于±2.000 mm;机身平面除漆实验残余厚度平均值为6.5μm,曲面除漆实验残余厚度平均值为21.3μm。