導光臂激光傳導類的激光沖擊波技術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,通過工件相對運動實現(xiàn)沖擊點位置的變化,其工件夾持系統(tǒng)多采用機械手結構,很難適應于大型復雜結構零件的沖擊強化。針對這一問題,現(xiàn)提出了基于導光臂的激光沖擊強化柔性光路技術方案,主要工作如下:

　　首先,闡述激光沖擊波原理與技術現(xiàn)狀的基礎上,開展基于導光臂的激光沖擊強化柔性光路系統(tǒng)方案設計與優(yōu)化,并進行關鍵技術問題分析。提出了針對大型復雜零部件的激光沖擊強化柔性光路系統(tǒng)技術方案,該方案采用工件作宏觀平面運動,實現(xiàn)沖擊區(qū)域的調整,通過基于導光臂的柔性光路傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)激光束沖擊點位置及空間姿態(tài)的在線調控,形成激光沖擊強化軌跡和沖擊方向,完成對大型復雜結構零件的沖擊強化。在此基礎上分析了其中的關鍵技術問題:導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、隨動約束層系統(tǒng)、吸收層系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測監(jiān)控系統(tǒng)等。

　　其次,系統(tǒng)的開展基于導光臂方案的柔性光路傳輸系統(tǒng)研發(fā)。根據大型復雜零件的結構特點和強化需求,提出了三種導光臂方案,并進行了具體的導光臂結構研發(fā)及優(yōu)化,重點結構在于導光臂關節(jié)運動部位、鏡片的冷卻以及安全防護部位。再次,進行了約束層及吸收層系統(tǒng)的方案探索。對比分析研究了現(xiàn)有約束層、吸收層系統(tǒng)技術方案,提出了針對激光束與沖擊作用點變化,實現(xiàn)約束層隨動的隨動約束層系統(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,以變槳軸承為對象,進行了基于導光臂的激光沖擊強化柔性光路系統(tǒng)的實踐。針對變槳軸承的服役工況和沖擊強化需求,重點開展了變槳軸承專用夾持系統(tǒng)研發(fā),并進行了導光臂和工件的運動規(guī)劃,優(yōu)化出變槳軸承沖擊軌跡和方向,實現(xiàn)了基于導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)與作用點的調控。