[发明专利]机器人激光器和为了环境收益的真空清洁

说明书

本发明涉及机器人激光器和为了环境收益的真空清洁。公开了用于选择性且受控制地从基板外表面(包括基板外表面涂层)的特定区域去除碎屑而对基板外表面没有不利影响并且通过实时将预定轮廓的库与实际基板外表面轮廓进行比较来使包含附连碎屑的实际基板外表面轮廓复原成预定基板外表面轮廓的方法、系统和设备。

技术领域

本公开总体上涉及将表面轮廓恢复为原始轮廓的领域。更具体地，本公开涉及通过恢复基板表面轮廓的性能(包括从基板表面去除碎屑)来恢复基板表面的性能。

背景技术

创建某些基板表面，以提供具有能够将预定特性赋予基板表面(诸如，另一材料在基板表面上方的层流)的经设计轮廓的基板表面。在减少基板表面上的阻力量并且以其他方式确立物质可接触并且绕过基板表面的效率的方面，层流对于基板表面是重要的。诸如例如气流中存在的空气这样的物质会不利地影响被设计成移动通过空气的大物体的效率。例如，当诸如例如飞机这样的大物体包括具有显著大外表面面积的外表面时，从原始的(例如，新或“原样制造的”)或“干净”外表面基板轮廓到“脏”外基板表面轮廓的任何变化会导致飞机性能和/或可操纵性下降，并且还会影响诸如例如飞机燃油效率这样的因素。

飞机基板表面的原始轮廓的偏差可以是由使用期间的因素引起的，这些因素包括例如飞行期间物体撞击造成的损坏以及可积聚在外基板表面上的甚至少量的大气碎片(例如，灰尘、污垢等)。另外，已采用混合层流控制(HLFC)技术通过有利地改变或改善飞机的层流表面来提高燃料效率。诸如例如飞机机翼的前部(例如，前缘区域等)这样的HLFC表面可包括被大量(例如，多达并包括数百万个等)具有微米级直径的微穿孔或“孔”穿透的表面。这种表面上方的气流的预定部分穿过穿孔，使得可控制表面(例如，机翼表面等)上方的气流成为层流而非湍流。在服役期间，随着时间发展，此类微孔可能会充满碎屑或者以其他方式阻塞。这些穿孔还可有益地利用在起飞之前、起飞期间以及着陆期间通过这种穿孔吹出的热空气(例如，来自发动机操作等)，从而有可能减少天气寒冷时对手动防冰作业的需要。

为了提高飞机效率，经常以随机或定期的间隔清洁或以其他方式维护飞机的外基板表面，所述外基板表面包括可包括穿孔的HLFC表面。这种清洁方法包括施加大量的液体，所述液体包括水、溶剂以及与一定量溶剂混合的水。这种方法费时且效率低下；例如，产生了大量废水和其他废物。

另外，传统的清洁方法还无法可靠地从基板表面尤其是包含相对小凹陷的表面(所述表面包括可包括穿孔的HLFC表面)上去除碎屑。也就是说，虽然飞机的外部基板表面在经过经设计用于实现更清洁层状表面的清洁方案后可能看起来“干净”，但是这种飞机外表面可能保留一定数量的粘附碎屑，这些碎屑可能是或不是肉眼可见的，并且仍然可对例如飞机的外基板表面处的理想层流有不利影响。

发明内容

根据本发明的一方面，公开了一种用于从基板外表面去除碎屑而没有对所述基板外表面产生不利影响的系统，该系统包括：检测器，该检测器用于评估基板的实际基板外表面上的指定位置处的所述实际基板外表面的特性；存储器，该存储器包括预定基板外表面的特性；处理器，该处理器用于从所述存储器获取预定基板的预定基板外表面的特性，其中，所述检测器与所述处理器通信，并且其中，所述处理器被配置为将所述实际基板外表面的特性与所述预定基板外表面的特性进行比较。

所述系统还包括至少一个控制器，其中，所述控制器与所述处理器和所述存储器通信。定位机构与所述控制器通信，并且能量源与所述控制器通信。所述系统还包括与所述控制器通信的真空器，其中所述系统从所述实际基板外表面无损地去除碎屑。

根据另一方面，公开了一种方法，该包括以下步骤：确定基板外表面上的特定基板外表面位置处存在一定量的碎屑；确定使所述碎屑从所述基板外表面的所述特定基板表面位置脱落所需的一定量的能量；启动能量源；将来自所述能量源的所述一定量的能量引导到所述特定基板外表面位置处的所述碎屑；以及使所述碎屑从所述基板外表面的所述特定基板外表面位置脱落，以形成一定量的脱落碎屑。