一种风电叶片涂层的激光处理系统的制作方法

1.本实用新型属于风电叶片维护领域，涉及一种风电叶片涂层处理系统，具体涉及一种风电叶片涂层的激光处理系统。


背景技术：

2.一般的大型风力发电机的风电叶片是采用玻璃钢材料，在风电叶片的维修过程中，叶片表面的涂层必须进行移除，同时风电叶片蒙皮表面还必须进行腐蚀缺陷和疲劳裂纹的检查，以避免发生叶片断裂事故。因此，在对风电叶片蒙皮表面的涂层进行去除的过程中，需要特别注意的是，必须保证不对叶片本身造成损伤。传统的除漆方法一般为机械除漆，目前主要是靠人工用电动打磨工具对叶片涂层进行打磨处理，电动打磨工具重量较大，工人的劳动强度很大，粉尘污染特别严重，且电动打磨工具使用寿命短，而且工作效率低，去除效果一般，处理工艺的质量控制难度高，且易对叶片本身结构造成损伤。激光处理作为近几年新兴的处理方式，利用高能脉冲激光作用于涂层表面，激发等离子体，等离子体爆破过程中将漆层碎碎和部分气化，这种利用激光去除复材叶片表面漆层的方法很适合风电叶片维修过程中表面涂层的去除。


技术实现要素：

3.针对现有技术中针对风电叶片进行定期维修和表面检查时，首先需要移除风电叶片表面的涂层，现有叶片涂层处理打磨工艺过程中，现有电动打磨工具重量较大，粉尘污染严重且电动打磨工具使用寿命短，而且工作效率低，处理工艺的质量控制难度高这一技术问题，本实用新型提出了本实用新型提出了一种高效、环保、可行性高的用激光去除风电叶片表面涂层的激光处理系统，利用脉冲激光器，使用脉冲激光产生的能量，对风电叶片进行激光除漆作业，高能脉冲激光作用于涂层表面，激发等离子体，等离子体爆破过程中将漆层碎碎同时可以把热量带走，从而使叶片本身结构不会受到损伤，有效提高了风电叶片涂层处理的质量和效率。
4.本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：
5.一种风电叶片涂层激光处理系统，所述系统至少包括一脉冲激光器、一指引光发生器、一反射镜、一合束镜、一扫描振镜、一激光场镜和一叶片工作台面，所述工作台面用以放置风电叶片，其特征在于，
6.所述反射镜设置在所述脉冲激光器的出射光路的末端，用以改变所述脉冲激光器射出的激光束的传输方向，
7.所述合束镜设置在所述反射镜的反射光路上，且所述指引光发生器射出的指引光在所述合束镜处与激光束的位置合束，
8.所述扫描振镜设置在所述合束镜的出射光路的末端，所述扫描振镜用以对指定区域的叶片涂层进行扫描清洗，
9.所述激光场镜设置在所述扫描振镜的出光口处，
10.所述工作台面设置在所述扫描振镜的出光口的下方。
11.优选地，所述脉冲激光器为二氧化碳激光器。二氧化碳激光器属激光的发生装置，用于工作过程中供给激光能量。
12.优选地，所述系统还包括一用于冷却所述脉冲激光器的水冷机。水冷机对脉冲激光器进行冷却降温，保证脉冲激光器的持续稳定工作。
13.优选地，所述指引光发生器射出的指引光为红光，指引光用以辅助定位，根据指引光的标定，确定风电叶片表面涂层的待清理区域，达到精确清理的目的。
14.优选地，所述脉冲激光器的出射光路上至少还设有一用以调整输出光斑大小的扩束镜。所述扩束镜为包含有可调节运动机构的镜片组合机构，通过运动位置调整，达到调整输出光斑大小的目的。
15.优选地，所述反射镜为多组45
°
平行镜片组成的机构，目的是可以实现多角度改变激光的传输方向，便于实际作业需要。
16.优选地，所述系统还包括一用于控制所述脉冲激光器的控制器。
17.优选地，所述合束镜用于指引光与激光束的合束校准，方便于后续作业过程中的位置标定。
18.优选地，所述扫描振镜为成一定角度配合组成的二维振镜系统，用以针对指定的叶片涂层区域进行精确扫描清洗。
19.优选地，所述激光场镜用于扫描过程中对激光进行聚焦，保证聚焦质量，从而达到均匀一致的清理效果。
20.同现有技术相比，本实用新型的风电叶片涂层激光处理系统具有以下技术优点：利用激光去除风电叶片表面的涂层，工作效率高，且激光去除操作简便，无耗材，可以保证叶片本体不受损伤，且处理过程中无污染，对环境友好。此外，本实用新型通用性强，可以适用于各种型号及尺寸的风电叶片，有一次投入终身使用的特点。
附图说明
21.图1为本实用新型的风电叶片涂层的激光处理系统示意图。
22.附图标记说明：
23.1-脉冲激光器，2-水冷机，3-指引光发生器，4-扩束镜，5-反射镜，6-合束镜，7-扫描振镜，8-激光场镜，9-叶片工作台面，10-控制器。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1所示，本实用新型的风电叶片涂层的激光处理系统，包括脉冲激光器1、水冷机2、指引光发生器3、扩束镜4、反射镜5、合束镜6、扫描振镜7、激光场镜8、叶片工作台面9、
控制器10等组件。
26.脉冲激光器1为二氧化碳激光器。二氧化碳激光器属激光的发生装置，用于工作过程中供给激光能量。水冷机2用于对脉冲激光器1进行冷却降温，带走多余热量，保证脉冲激光器1的持续稳定工作。指引光发生器3射出的指引光为红光，指引光用以辅助定位，根据指引光的标定，确定风电叶片表面涂层的待清理区域，达到精确清理的目的。扩束镜4设置在脉冲激光器1的出射光路上，为包含有可调节运动机构的镜片组合机构，通过运动位置调整，达到调整输出光斑大小的目的。反射镜5为多组45
°
平行镜片组成的机构，目的是可以实现多角度改变激光的传输方向，便于实际作业需要。合束镜6用于指引光与激光束的合束校准，方便于后续作业过程中的位置标定。扫描振镜7为成一定角度配合组成的二维振镜系统，用以针对指定的叶片涂层区域进行精确扫描清洗。激光场镜8用于扫描过程中对激光进行聚焦，保证聚焦质量，从而达到均匀一致的清理效果。工作台面9用以放置风电叶片，为叶片作业工作面。系统还包括一用于控制脉冲激光器1的控制器10。
27.如图1所示，扩束镜4设置在脉冲激光器1的出射光路上，反射镜5设置在脉冲激光器1的出射光路的末端，合束镜6设置在反射镜5的反射光路上，且指引光发生器3射出的指引光在合束镜6处与激光束的位置合束，扫描振镜7设置在合束镜6的出射光路的末端，扫描振镜7用以对指定区域的叶片涂层进行扫描清洗，激光场镜8设置在扫描振镜7的出光口处，工作台面9设置在扫描振镜7的出光口的下方。
28.本实用新型的风电叶片涂层激光处理系统在使用时，具体实施方式为：1)调节脉冲激光器1输出平均功率为600w。根据漆层表面厚度调节适应的激光功率参数，涂层厚度越大激光功率参数值越大。2)调节脉冲激光器1的输出脉冲频率在10-100khz进行调整，保证相应的单脉冲的平均能量能够去除漆层，且合理调整脉冲频率后以保证清扫面的均匀一致。3)调节激光到达叶片涂层表面的激光光斑直径为0.2-2mm；选择合适的光斑大小下，以保证扫描面均匀一致。4)调节激光扫描振镜7的速度与扫描间距大小。同时根据待去除区域选择合适的清洗长度和宽度，保证去除面积足以覆盖待修补区域，且扫描后区域均匀一致。本实用新型通过调节激光工艺参数，包括激光输出平均功率、激光光斑大小、激光输出脉冲频率和激光扫描速度和扫描间距的方式以实现对风电叶片表面涂层的去除。
29.本实用新型的风电叶片涂层激光处理系统，利用激光去除风电叶片表面的涂层，工作效率高，且激光去除操作简便，无耗材，可以保证叶片本体不受损伤，且处理过程中无污染，对环境友好。此外，本实用新型通用性强，可以适用于各种型号及尺寸的风电叶片，有一次投入终身使用的特点。
30.通过上述实施例，完全有效地实现了本实用新型的目的。该领域的技术人员可以理解本实用新型包括但不限于附图和以上具体实施方式中描述的内容。虽然本实用新型已就目前认为最为实用且优选的实施例进行说明，但应知道，本实用新型并不限于所公开的实施例，任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。