導(dǎo)光臂激光傳導(dǎo)類的激光沖擊波技術(shù)是提高材料表面性能的有效手段之一，目前激光沖擊裝備多采用光路系統(tǒng)固定,通過工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖擊點(diǎn)位置的變化,其工件夾持系統(tǒng)多采用機(jī)械手結(jié)構(gòu),很難適應(yīng)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的沖擊強(qiáng)化。針對(duì)這一問題,現(xiàn)提出了基于導(dǎo)光臂的激光沖擊強(qiáng)化柔性光路技術(shù)方案,主要工作如下:

　　首先,闡述激光沖擊波原理與技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,開展基于導(dǎo)光臂的激光沖擊強(qiáng)化柔性光路系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化,并進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)問題分析。提出了針對(duì)大型復(fù)雜零部件的激光沖擊強(qiáng)化柔性光路系統(tǒng)技術(shù)方案,該方案采用工件作宏觀平面運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)沖擊區(qū)域的調(diào)整,通過基于導(dǎo)光臂的柔性光路傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)激光束沖擊點(diǎn)位置及空間姿態(tài)的在線調(diào)控,形成激光沖擊強(qiáng)化軌跡和沖擊方向,完成對(duì)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的沖擊強(qiáng)化。在此基礎(chǔ)上分析了其中的關(guān)鍵技術(shù)問題:導(dǎo)光臂的柔性光路傳輸系統(tǒng)、工件夾持系統(tǒng)、沖擊軌跡和沖擊方向優(yōu)化、隨動(dòng)約束層系統(tǒng)、吸收層系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)等。

　　其次,系統(tǒng)的開展基于導(dǎo)光臂方案的柔性光路傳輸系統(tǒng)研發(fā)。根據(jù)大型復(fù)雜零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和強(qiáng)化需求,提出了三種導(dǎo)光臂方案,并進(jìn)行了具體的導(dǎo)光臂結(jié)構(gòu)研發(fā)及優(yōu)化,重點(diǎn)結(jié)構(gòu)在于導(dǎo)光臂關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部位、鏡片的冷卻以及安全防護(hù)部位。再次,進(jìn)行了約束層及吸收層系統(tǒng)的方案探索。對(duì)比分析研究了現(xiàn)有約束層、吸收層系統(tǒng)技術(shù)方案,提出了針對(duì)激光束與沖擊作用點(diǎn)變化,實(shí)現(xiàn)約束層隨動(dòng)的隨動(dòng)約束層系統(tǒng)方案,以及能夠滿足連續(xù)沖擊需求的吸收層系統(tǒng)方案。

　　最后,以變槳軸承為對(duì)象,進(jìn)行了基于導(dǎo)光臂的激光沖擊強(qiáng)化柔性光路系統(tǒng)的實(shí)踐。針對(duì)變槳軸承的服役工況和沖擊強(qiáng)化需求,重點(diǎn)開展了變槳軸承專用夾持系統(tǒng)研發(fā),并進(jìn)行了導(dǎo)光臂和工件的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,優(yōu)化出變槳軸承沖擊軌跡和方向,實(shí)現(xiàn)了基于導(dǎo)光臂柔性光路傳輸系統(tǒng)的沖擊軌跡優(yōu)化和激光束空間姿態(tài)與作用點(diǎn)的調(diào)控。