CN102844124A - 一种高压液体射流去毛刺的方法及其相应的工业装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压液体喷射去毛刺的方法及其装置,高压喷射喷嘴(30)连接到高压液体回路(32)中,通过利用从高压喷射喷嘴(30)里喷射出的高压或高速液体来达到为机加工工件(44)去毛刺的目的。根据本发明,去毛刺容器(16)有一个注入口(48),所述注入口(48)连接到一个液体供应回路中来为去毛刺容器(16)注入干净的液体,在操作过程中去毛刺容器(16)用来盛放浴缸(46)中的清洗液。去毛刺之前,去毛刺容器(16)通过注入口(48)注入清洗液。根据本发明,进一步有加工部分(44)在浸没之后通过无气套的液体射流被去毛刺,这样高压或高速液体射流和至少加工部分在去毛刺期间被浸没在清洗液浴中。
Description
技术领域
本发明涉及到加工工件工业清洁领域,特别是涉及一种为加工工件,尤其是金属工件,如引擎和变速箱组件等通过高压液体喷射的方式来去毛刺的方法及其工业装置。
毛刺是材料的有害残留物,比如,一块薄薄的脊状突起或者一片粗糙的区域等形式,这些地方在经过机加工操作后仍然残留在工件上,即经过比如钻孔、铣、磨、车削等去除材料多余部分有关的切削工序以后的残留物。比如说钻孔毛刺,几乎在钻任何类型的材料时都会产生,但是在钻金属时特别明显。目前去除这些毛刺的操作称为去毛刺。
一个具体例子就是在自动化工业中产生的毛刺,具体点来说就是在引擎和变速箱的制造业中,用机器加工生产特定尺寸的箱体、箱盖、变速箱零件和其它铸造件等。随着对准确度和精密度的要求越来越严格,可靠地去除毛刺至关重要,这是因为它能影响引擎和变速箱的性能、可靠性和寿命等。本发明特别适用于为引擎或变速箱部件去毛刺,但又不局限于后者的应用。
背景技术
用高压液体射流为有复杂几何形状或内部轮廓的工件去毛刺已被广泛认可。这是其中之一,因为用液体射流,如水流等非接触式处理不需要昂贵的指导单位就能够适用于复杂的工件(比如在数控加工中心通过旋转加工工具进行的经典毛刺去除)。
比如,国际专利申请WO2006/077037,公开了一种自动工业清洁设备,包括一个预清洗站、一个高压液体射流去毛刺站、一个注射水浸清洗站和一个真空清洗站。根据WO2006/077037所述,在高压液体射流去毛刺站中,一个机加工工件通过工业机器人定位在一个开放的空间。随后,从那些即将被去毛刺加工的工件中取出一个机加工工件,受到高压(比如1000bar)或高速液体射流冲击,以此为所述工件通过液体射流切除动作去毛刺。
德国专利申请DE 102006039035公开了一种改良的高压射流去毛刺的方法和装置,特别是用于引擎部件,旨在减少在去毛刺操作中分离出来的细小材料碎片(如刨花、切屑、锯屑、细碎物等)的累积。根据DE 102006039035,将要被去除毛刺的一个机加工工件通过一个固定装置固定在去毛刺容器内后,通过高压射流喷嘴产生高压或高速射流来去除毛刺。DE 102006039035所述的去毛刺容器有一个连接到液体供应回路的雾化喷头,以此在容器内部产生悬浮液滴的雾气(气溶胶)。去毛刺期间在工件周围制造出一个包含小液滴的气体薄膜是为了减缓、约束、引导去毛刺的时候分离下来的微粒,通过降低工件上残渣的数量来增加清洁度。然而DE 102006039035看起来是为了提高工件最终的清洁度而不是以去毛刺的方法(就像WO 2006/077037公开的那样)著称,它的确不是为了解决如何提高去毛刺(即材料切除)的效率或有效性而提出的。
德国专利申请DE 102005013948公开了一种进一步改良的高压液体射流去毛刺的方法和装置,特别是用于引擎部件,同以去毛刺的方法著称的专利相比(正如WO2006/077037中公开的那样),这项专利确实应对了提高去毛刺效率的问题。这样就能知道,去毛刺有效性一定时,DE 102005013948能降低所需要供应的压力,也就是降低了高压水泵的能量消耗(我们知道工业装置能高达500千瓦)。为此目的,DE 102005013948提出了把去毛刺容器改装成一个真空腔,在去毛刺的时候创造出一个(负压的)真空腔。降低去毛刺腔内的空气浓度使高压或高速的液体射流动能损失在到达毛刺区域前达到最小。根据DE 102005013948,相同压力供应下提高的去毛刺效率(效果更好),或更少的压力供应而得到相同的去毛刺效率(节省能量)可利用去毛刺腔内低于大气压的压力来达到。
德国专利申请DE 102008015042和与其相应的WO 2009/112485公开了一个高压液体射流去毛刺不尽相同的方法。他们提出移动工件进入盛有清洗液的容器,这样至少要被去除毛刺的工件部分浸没在清洗液中。一个特殊的去毛刺喷嘴也会被放入去毛刺容器中。然后通过高压液体射流为被加工部分去毛刺,同时至少相关的部分会被浸没在液体中。为了减小周围液体的阻力,DE 102008015042采用水下射流清洗(喷射)的常规方法。实际上,水下喷射,比如清洗一艘船船体,是通过气套增压水射流来实施的。比如,在专利文件JP60029394、JP6047670和WO02/44020中就有描述水下喷射的例子。所以,即使提出了非常规水下去毛刺,DE 102008015042仍然提供了一个包围在高压液体射流周围的气套,其目的和上面提到的DE 102005013948是完全一致的,也就是使射流的动能损失最小化。
发明内容
根据现有技术,本发明的目标是为了提供高压液体射流去毛刺的一种替代的方法和装置,该方法及其对应的装置虽然有所简化但却同样有效。
为了克服所述问题,本发明提出了一种根据权利要求1的方法以及相应的由权利要求11得到的装置。
该方法涉及到高压液体射流为缸体、缸盖、变速器零件或其它内燃机部件等工件去毛刺,特别是铸造的时候,它们都至少有一个加工部分将要进行去毛刺操作。正如权利要求1中提到的那样,该方法包括以下步骤:
通过一个定位装置,比如一个具有六个自由度的工业机器人,把加工工件放进去毛刺容器中;
通过高压和高速液体射流,最好是不含较大颗粒的纯净的液体射流(比如纯净水射流去毛刺,不要用磨料水射流),射流利用高压喷射喷嘴产生,要求至少待去毛刺的加工部分浸没在清洗液等液体中。
依据本发明,该方法还包括以下步骤:
在定位工件之前或之后通过去毛刺容器的注入口向去毛刺容器注入清洗液,这样在去毛刺容器中形成一个清洗液浴;
注入清洗液之后为加工面去毛刺,这样高压和高速液体喷射和至少待去毛刺的加工面在去毛刺期间浸没在容器的清洁液浴中,也就是说没有气膜部分或全部包裹住高压和高速液体射流。
实施上述方法所对应的装置在权利要求10中提出。
令人惊讶的是,与减少高压或高速液体射流受到的阻力(参见实例DE 102005013948中的“真空喷射”或DE 102008015042中的有气膜的“水下喷射”)这一看似明智的做法形成鲜明的对比的是,人们已经发现,当在水下进行射流去毛刺时,即当射流和待去毛刺区域被浸没在液体中时,高压液体射流去毛刺的成效并未被显著影响,或者说甚至有可能增加。不想受到理论的约束,这种效应被认为是由于受到周围液体作用在毛刺上的静压力而产生的,毛刺周围的液体在这种特殊的去毛刺操作中起着像压力垫或支持物一样的作用来提升喷射去毛刺的“切除”效率。可以理解,“浸没(immersed)”这个短语在这篇文章中就是它的一般意思。换句话说,与通常采用的水下射流实施方式相反,该液体射流——同时退出喷嘴——立即陷入或淹没在周围的液体中,最好是在清洗液浴中。最优选方案是,完全没有气膜。在任何情况下都没有射流气膜。一个有利的影响是,如果由于气蚀现象而造成的过度磨损没有消除而是减少,就能得到一个更大的喷射孔径角,使结构简化,能源消耗减少。
在本文中,我们会指出,在工业清洗工序中(如在水浸冲洗工序中),为了清洗目的而浸没加工工件(如发动机或变速箱组件)是众所周知的。水浸清洗工序中工件用清洗液浸没,在液体中会产生强大的水流和湍流,比如通过气体或水在相对较低的压强(参见US 5,419,352或WO 2008/022701)下喷射产生。由于水流和湍流,液体在工件的周围和内部溅泼,从而提取出工件腔内或凹处的松散的残留物(如刨花,削屑,锯屑,细碎物等)。此外,当向清洗液中加入适量的洗涤剂时,水浸冲洗旨在通过皂化和乳化作用目洗去其他污染物,如切削油等油性残余物。
反过来讲,本发明有着无可争辩的优点,第一次提出浸没时用高压液体射流为工件去毛刺,可以说成,通过液体射流来进行液体浸没去毛刺。这将会是非常令人欣赏的,因为这样去毛刺是与仅仅提取已经被湍流冲洗分离的、很松散的细碎物是根本性不同的操作。去毛刺的高压或高速液体射流一般适用于切削薄壁强度的金属部分,如附着的铝或钢的毛边,为此,在喷嘴出口处高压或高速流体射流喷嘴出口压力的一般大大超出100bar,最好大大超出500bar。
优选地,高压射流喷嘴有一个具有一定形状的出口,特别是一个符合双曲率的细长出口,比如,围绕两个正交轴并形成一个喷射孔径角至少为45°的高压或高速液体射流,喷射孔径角最好在45°~90°范围内。此处表达的喷射孔径角是指封装喷嘴的最小锥体的孔径角。
在一个优选的实施例中,该实施例有利于结构和操作,高压喷射喷嘴固定安装在去毛刺容器内。因此,加工部分,尤其是加工腔,通过相对于固定喷嘴简单地定位工件,使其位于固定高压喷射喷嘴的行动范围内,例如使用一个传统的工业机器人来定位和夹持工件,特别是用来将固定喷嘴插入工件的加工腔内。
更好的方案是,加工工件至少在去毛刺这一步的过程中在去毛刺容器内经过水浸冲洗工序,更优选地,在启动之前并在完成液体射流去毛刺这一步骤后。水浸冲洗可以在浸浴时通过形成湍流来实现,例如,通过一台用以形成强大的再循环湍流的泵或向浴中注入液体射流以淹没冲洗工件。利用浴的存在,补充的水浸冲洗进一步减少分离的毛刺所造成的沉积,如在工件内腔的累积。为了取出和去除毛刺颗粒和其他残留物,比较好的方法包括不断地重新循环通过了设置在回路中的微粒过滤器的清洗液,以进一步提高工件的清洁度。
在一个进一步优选的实例中,使用具有六个自由度的工业机器人作为定位装置,一种实施根据本发明的方法的清洁装置,包括预清洗容器、上文所述的去毛刺容器、最好依照以上所述的可选的一个或多个进一步去毛刺容器和一个干燥容器。有利的是,每个容器都设置在机器人可达到的工作空间内,这样用一台机器人就可以使一个给定的工件依次循环通过不同的处理站(预洗、去毛刺和/或水浸冲洗、烘干)。这个实施例最好能包括一个用以提供高压液体的单增压源,如高压泵,通过设置一个合适的阀门连接到合适的控制装置,串行连接,也就是顺序地连接到预冲洗容器,连接到去毛刺容器,如果可行的话,连接到连续的一个或多个进一步去毛刺容器。一个特别符合人体工程学的设置是,工业机器人在容器上部机器人垂直插入工件的那个开口的最上方的水平基线上设置有一个安装基座。
在一个优选的执行模式中,高压喷射喷嘴通过一个细长的固定喷枪来装配或整体成形制造,所述细长的固定喷枪伸入到去毛刺容器中,如垂直地伸入。在此实例中,该方法还包括,在可能的折返之后,当喷枪闲置时,通过一个可移动的夹钳保持固定喷枪在适当的位置。在预定位工件以后可移动的夹钳被释放,随后工件被定位,使加工部分位于固定高压喷射喷嘴的行动范围内。后一个方法可避免喷枪的未定义动作,更可靠地把碰撞检测整合到机器人的运动控制程序中去。
正如上文中陈述的那样,所提出的方法和及其装置并不是唯一的,但特别适用于汽车发动机和变速箱制造领域的工业应用。
附图说明
现在介绍一个优选但不限于此的该发明的实施例,通过实例,参考附图,其中:
图1是依据本发明的高压液体射流去毛刺的工业装置的透视示意图;
图2A-D是图1的装置中的去毛刺容器的横截面视图,根据本发明说明高压液体射流去毛刺的方法,其中:
图2A所示为初始阶段,在容器中充满清洗液,工件相对于高压喷射喷嘴被固定;
图2B所示为主要工作阶段,在此期间,工件正被高压或高速液体射流去毛刺,此时工件和高压喷射喷嘴均被浸泡在清洗液中;
图2C是对应于图2B虚线所示的区域的一个放大的侧视图,更详细地说明运行中的高压喷射喷嘴;
图2D所示为最后阶段,在此期间,清洗液正在被排出,已去除毛刺的工件被移走;
图3是图1所示装置的原理平面示意图,该图说明了两个去毛刺容器与高压液体回路的连接关系。
在这些图中,相同的标号用以表示相同或相似的元素。
具体实施方式
图1对高压液体射流去毛刺的工业清洗装置10进行了一般性说明。所述装置10包括一个定位装置,具体来讲就是一个有六个自由度的机器人12,例如标准型铰接式工业机器人,用来自动定位工件,并通过一个对应设计的末端执行器(也称为夹持器)来夹持工件。装置10还包括一个预清洗容器14,一个第一去毛刺容器16,一个第二去毛刺容器18和一个干燥容器20,在一个完整的去毛刺周期内,按给定的顺序,为一件加工工件提供连续的处理站,如一个内燃机缸盖(如图2A-D所示)。不难理解,容器14、16、18、20分别被安排在工作行程内,即机器人12可达到的工作空间,这样机器人12就能在14、16、18、20中的每个容器内定位并夹持工件。此外,从图1的透视图很容易知道,机器人12有一个安装基座22,其设置在容器14、16、18、20最上部的开口所在水平面以上位置(水平面是指在图1中的)。从图1中也可看到,容器14、16、18、20紧密相邻地安排在底座24上,其中的附属设备,如液、气的连接管道,回路,气压系统和/或液压回路以及相关的零部件和配件均受到保护,以使装置12本身减少所占位置,形成一个很容易地集成的相对紧凑的单位,如成为一个完全自动化的生产线。
图1中的装置10是设计成按以下一个完整的去毛刺工序的基本步骤的顺序来运行的:
机器人12从适配的自动送料机那里夹住一件工件(送料机未画出);
机器人12将工件放入预清洗容器14中;
在预清洗容器14中对工件进行预清洗操作;
机器人12将工件从预洗容器14移至第一去毛刺容器16中,并且在此适当地定位并夹持工件;
通过高压或高速流体射流为工件的某些加工部分去毛刺,射流从固定安装在第一去毛刺容器16内的一个或更多的高压喷射喷嘴中射出;
机器人12把工件从第一去毛刺容器16移动到第二去毛刺容器18中以不断地为工件的其他加工部分去毛刺;
通过高压或高速流体射流为工件的其他加工部分去毛刺,射流从固定安装在第二去毛刺容器18内的一个或更多的高压喷射喷嘴中射出;
机器人12把工件从第二去毛刺容器18移动到干燥容器20中;
在干燥容器20内对工件进行干燥操作以便去除工件上残留的液体,比如用高流速热空气烘干;
机器人12将工件从干燥容器内移出后,将工件释放到适配的自动送料机(图中未画出)上进行后续的加工工序。
预清洗操作和与预清洗有关的容器14就其本身而言对本发明是有益的,但却不是必需的,并且可能有其他的任何合适的形式,例如,技术人员所熟知的水浸型(所谓的“漩涡”)。预清洗有助于消除污染物,如松散的毛刺和附着在工件上的切削油,这些可能会对后续的液体射流去毛刺产生不利影响。同样,干燥操作和与之相关的干燥容器20也是于本发明有益的,但也不是必需的,有可能有其他的形式,例如,高速空气流任何合适的形式,这同样也是技术人员所熟知的。干燥有益于去除任何残留的可能影响后续处理工序的清洗液。
来看图2A-D,这些图说明了在不同阶段内垂直截面上的第一去毛刺容器16,所提出的高压液体射流去毛刺的装置和方法的主要方面将详述如下。
由图2A、2B及2D可以看到,很多(至少有一个到多个,这决定于工件)高压喷射喷嘴30,例如,为了用于说明,图示两个喷枪固定安装在去毛刺容器16内,比如,固定在容器16的底盘上。图3并未详细画出,高压喷射喷嘴30连接到高压液体回路32中,这是一个纯净水喷射去毛刺回路,最好是有颗粒过滤器的再循环回路,并配备高压增压源,如一个大功率泵34,其名义功率,比如大于500kW,或者,更好的是,一个高效节能泵34,其名义功率在100kW左右,即<<500kW。在所示的实施例中,高压喷射喷嘴30由加长薄喷枪36的上部(参见图2B中的虚线圆圈部分)整体成形,加长薄喷枪的直径范围在4-10mm范围内。每个喷枪36都被焊接在容器16、18的底板上并且伸入容器16、18以在一个适当的位置上来定位其喷嘴30,具体位置取决于工件的几何形状。虽然图示的是垂直地延长,但是带有喷嘴30的喷枪36能指向任意方向,比如,在第二去毛刺容器18中,很多水平喷枪36可以固定在容器18的侧边框且指向水平方向。
进一步地,在图2A、2B及2D中可以看到,装置10包括一个可移动的夹钳38,布置在容器16内。夹钳38用来将工件带回原来的位置,特别是在喷嘴30的区域内,如图2A和2D所示,当各个喷枪36未使用时,夹钳38用来夹持一个或多个固定喷枪36进入其位置,还用来在喷嘴30去毛刺之前和期间的时间内释放喷枪36,如图2B所示。为了达到这个效果,图2A-D中的可移动夹钳38有两个夹具,这两个夹具在工作位置和闲置位置之间垂直摆动,这是被驱动的,比如,被一个气缸40。为进一步受益,如果发生与工件的碰撞,夹钳38会避免喷枪36变形,使机器人12的控制系统中的碰撞检测生效。
在图2A、2B和2D中进一步观察到,机器人12配置有一个末端执行器42(抓爪)以已知的方式操纵一个工件44,如图2A-D所示的汽缸头。因此,应该注意到工件44被与固定高压喷射喷嘴30和喷枪36有关的机器人12放在合适的位置,这样一个或更多即将被去毛刺的加工部分被自动地放置在喷射喷嘴30的执行范围内。因此,没有必要为了移动与工件44相关的喷嘴30进行昂贵的准备工作。
根据装置12的一个主要特点,去毛刺容器16、18,如图2A-D所示,都配置为密封的容器,它们能够容纳(强烈搅拌的)洗浴用液体,比如,清洗液。此外,去毛刺容器16、18都有各自的注入口48,这些注入口连接到一个清洗液供应回路中用来为去毛刺容器16、18涌入(快速注入)清洗液。尽管未作说明,注入口48可以通过一个合适的控制电机阀连接到低压回路或任何单独的合适的清洗液源头。在图2A和2B所示的阶段,浴缸46已经达到其操作水平,而图2D说明了浴缸46的排水阶段。正如图2A、2B和2D所示,每个去毛刺容器有一个上部的开口,通过这个开口机器人12将工件44放入或移出。优选地,每个上部开口的几何形状都相同,并且,尽管图示未作说明,机器人12包括一个与每个去毛刺容器14、16、18、20的上部出口相配合的盖子来封闭后者,以用来避免液体飞溅、雾气或蒸汽弥漫,以及保护机器人12。
该方法的另一个重要方面在于各个去毛刺容器16、18在去毛刺之前已被经过注入口48的清洗液注满,优选地,是在工件被定位之前(如图2A所示),因此,实现去毛刺(图2C)是在高压或高速液体射流——正如图2C虚线所示部分——和至少浸没的即将被去毛刺的加工部分均浸没在浴缸46中时。这一阶段的去毛刺以及同时进行的工件44的相关部分和喷嘴30的浸没可通过对比图2B和图2C很好的得到。
虽然没有在图纸表示出来,我们应该知道,为了对工件进行额外的水浸冲洗工作,装置10会在浸没去毛刺之前,尤其是期间,也包括之后,严格地说就是像图2C所示那样利用浴缸46来达到该目的。为了得到这种效果,容器16、18最好连接到再循环回路,该回路配备颗粒过滤器和一个高压泵,通过至少一个用来产生湍流的入口和出口连接(未画出)。优选地,这个水浸冲洗再循环回路与去毛刺所需的高压回路32相符合,借此能源的消耗和装置损耗能够减少,水浸冲洗可以利用去毛刺的泵34来实现。
图2C进一步说明,喷嘴30包括一个加长的特定弯曲形状的喷嘴孔50,弯曲形状的选择与工件44的特性有关,并在喷枪36内创建,例如通过电侵蚀。在图2C中,喷嘴孔50形成为圆弧形(垂直侧视图)的切口,该切口在喷枪36的圆柱管状侧壁上形成以从喷枪36的尖端向下延长。喷嘴孔50的形状是变化的,其取决于工件的几何特性和机械加工。然而优选的是,喷嘴孔50的横向宽度在0.025至0.2毫米范围内。通过与一个合适的高压源,如泵34相结合,喷嘴孔50用来在喷嘴出口实现一个最好大于100bar的动态的出口压力,更好的是能大于500bar来提高去毛刺的效果。此外,在喷嘴孔50处喷嘴的射流速度最好是声速,比如20°C时声音在空气或水中的速度(即大于1米/秒)。
图2C也说明了高压或高速液体射流无气套的性质。特别是喷嘴30,其只有一个单独的出口和单独的介质供应,它产生没有任何特意创建的部分或完全的气体护套的液体射流。与已被接受的在水下清洗的做法相反,人们发现即使不降低由于周围的液体所造成的拉力,有效地去毛刺也是可能的。正如可在图2C中进一步得到的,喷嘴30由于其孔50产生了一个孔径角很大程度上大于45°并且可能达到90°的喷嘴。喷嘴的形状从而给出了一个去毛刺的大范围。图2C所示的一个合适的形状的实例是一个拉长的喷嘴孔50,它沿着喷枪36的圆柱外壳弯曲,也就是说,关于喷枪的轴,如垂直轴,进一步就是另一个垂直轴,如一个大体上的水平轴。其他用来产生大孔喷射的弯曲形状,尤其是在两个不同的轴,则不排除在外。
正如示意图3所示,回路32最好配备一个单独的增压源,如泵34。因此,回路32通过适当的阀门布置,如控制电机阀52、54,用来为连着的第一和第二去毛刺容器16、18的喷嘴30提供高压液体。可选地,回路32可配置为将泵34顺序连接至去毛刺容器16、18的浸洗入口(及返回用的相应出口)。优选地,虽然没有画出,回路32进一步被配置为首先将泵34连接到预清洗容器14。这种连续作业配置和允许在容器14、16、18中通过单一大功率水泵连续运行达到各种处理步骤,从而达到了节约相关的功耗和安装成本的目的。应该注意到,回路32设计为用来运送纯液体(纯液相),例如水,作为去毛刺和清洗液的首选,虽然其缺乏磨料添加剂,但可能含有清洗添加剂,如表面活性剂。
说明——参考符号表:
10高压液体射流去毛刺装置
12工业机器人
14预清洗容器
16第一去毛刺容器
18第二去毛刺容器
20干燥容器
22安装基座
24底座结构
30高压喷射喷嘴
32高压液体回路
34高压泵
36喷枪
38夹钳
40气动缸
42机器人末端执行器
44工件(如缸盖)
46浴缸
48注入口
49溢流口
50喷嘴孔
52,54控制阀
Claims (18)
1.一种高压液体射流去毛刺的方法,包括:
通过一定位装置,特别是自由度为6的铰接工业机器人,将工件定位在去毛刺容器内,所述工件具有至少一个加工部分,所述毛刺将被从所述加工部分上去除;
把至少所述加工部分浸没在液体中时,通过从高压喷射喷嘴里喷出的高压或高速流体射流为所述加工部分去毛刺;
其特征在于:
在去毛刺之前,清洗液经过所述去毛刺容器的注入口注满所述去毛刺容器;
并且注完液体之后通过没有气套的高压或高速液体射流为所述加工部分去毛刺,这样去毛刺期间所述高压或高速液体射流和至少所述加工部分被浸没在清洗液浴中。
2.根据权利要求1所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,其中所述高压喷射喷嘴产生喷射孔径角至少为45°的高压或高速液体射流,喷射孔径角最好能在45°至90°范围内。
3.根据权利要求1或2所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,其中所述高压喷射喷嘴固定安装在所述去毛刺容器内,所述定位装置相对于所述固定高压喷射喷嘴定位所述工件,这样所述加工部分就能位于所述固定高压喷射喷嘴的行动范围内。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,还包括:在所述清洗液浴中通过泵来产生湍流,以此用来在所述去毛刺容器内水浸冲洗所述加工工件。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,其中所述定位装置是一个自由度为6的铰接工业机器人,还包括:
在去毛刺之前:
通过所述机器人抓住所述工件;
通过所述机器人将所述工件移入预清洗容器,预清洗所述工件;
通过所述机器人移动所述工件到所述去毛刺容器中;
通过所述机器人定位所述工件至所述去毛刺容器内,并且去毛刺之后,可选地,在所述机器人移动所述工件进入一个或多个去毛刺容器内用来连续地为一件或多件所述工件的加工部分去毛刺之后:
通过所述机器人移动所述工件进入一个干燥容器,在所述干燥容器中干燥所述工件;
然后所述机器人将所述工件移出所述干燥容器来为所述工件进行接下来的工序。
6.根据权利要求5所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,还包括:连接一个单一的增压源来不断地向所述的预清洗容器、所述的去毛刺容器,可能的话连续地向一个或更多的去毛刺容器提供高压液体。
7.根据权利要求5或6所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,其中所述容器中的每一个容器都包括一个上部开口,通过该开口所述机器人将所述工件插入到相应的容器中,所述机器人在所述容器最上部开口的水平面以上设置有一个固定的基座。
8.根据上述权利要求中的任一权利要求所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,其中所述高压喷射喷嘴是装配或与加长的固定喷枪整体成形的,所述喷枪伸入所述去毛刺容器内,进一步还包括:当所述喷枪闲置时,通过一个可移动的夹钳保持所述固定喷枪在其位置上;预定位所述工件后释放所述可移动夹钳;定位所述工件,这样当所述夹钳移除时所述加工部分就能位于固定高压喷射喷嘴的行动范围内。
9.根据上述权利要求中的任一权利要求所述的一种高压液体射流去毛刺的方法,其中所述喷嘴产生一个无护套的高压或高速流体射流。
10.一种高压液体射流去毛刺的装置,包括:
一高压喷射喷嘴,所述高压喷射喷嘴连接到高压液体回路用来为工件的加工部分去毛刺,毛刺被高压或高速液体射流从工件上去除;
至少一个去毛刺容器,所述至少一个去毛刺容器在操作期间用来盛放清洗液和接收至少所述工件部分;
一定位装置,特别是具有6个自由度的铰接工业机器人,用来相对于高压喷射喷嘴定位所述工件;
其特征在于:
所述去毛刺容器设有一个连接到清洗液供应回路的注入口,适用于为所述去毛刺容器注入清洗液;并且所述高压喷射喷嘴设置在所述容器中并用来产生无气套的浸没的高压或高速液体射流。
11.根据权利要求10所述的一种高压液体射流去毛刺的装置,其中所述高压喷射喷嘴有一个具有一定形状的出口,特别是一个符合双曲率的细长出口,用来产生高压或高速液体射流,该射流的喷射孔径角至少为45°,最好在45°至90°范围内,所述喷嘴最好固定安装在所述去毛刺容器内。
12.根据权利要求10或11所述的一种高压液体射流去毛刺的装置,其中所述定位装置是具有6个自由度的铰接工业机器人,并且还包括预清洗容器,至少有一个所述的去毛刺容器,可选地,一个或更多的进一步去毛刺容器和干燥容器,每个容器都被设置在所述机器人可达到的工作空间。
13.根据权利要求12所述的一种高压液体射流去毛刺的装置,还包括一单一增压源,特别是高压泵,用来提供高压液体,并且设置一合适的阀门用于连接所述单一高压液体供应回路,依次连接所述预清洗容器,所述去毛刺容器,如果可以的话,连续连接所述一个或多个后续的去毛刺容器。
14.根据权利要求12或13所述的一种高压液体射流去毛刺的装置,其中每一所述容器都包括一上部开口,通过这些开口所述机器人可以将所述工件安放到相应的容器中,所述机器人在所述容器的最上部开口的水平面以上设置有安装底座。
15.根据权利要求10至14中的任一权利要求所述的一种高压液体射流去毛刺的装置,进一步包括一加长的固定喷枪,其上安装有高压喷射喷嘴或整体成形设计,所述喷枪发射射入所述去毛刺容器内;以及一可移动的夹钳,当所述喷枪闲置时,所述可移动的夹钳用来夹持,最好能重新定位所述固定喷枪。
16.根据权利要求10至15中的任一权利要求所述的一种高压液体射流去毛刺的装置,其中所述高压喷射喷嘴用来产生无气套高压或高速液体射流。
17.一种高压液体射流去毛刺的方法,包括:
通过一定位装置,将工件定位在去毛刺容器内,所述工件具有至少一个加工部分,所述毛刺将被从所述加工部分上去除;
通过从高压喷射喷嘴里喷出的高压或高速流体射流为所述加工部分去毛刺;
其特征在于:
在去毛刺之前,清洗液经过所述去毛刺容器的注入口注满所述去毛刺容器;
并且注完液体之后为所述加工部分去毛刺,这样去毛刺期间所述高压或高速液体射流和至少所述加工部分被浸没在清洗液浴中。
18.一种高压液体射流去毛刺的装置,包括:
一高压喷射喷嘴,所述高压喷射喷嘴连接到高压液体回路用来为工件的加工部分去毛刺,毛刺被高压或高速液体射流从工件上去除;
一定位装置,用来相对于高压喷射喷嘴定位所述工件;
其特征在于:
还包括至少一个接收所述工件的去毛刺容器,所述高压喷射喷嘴安装于所述去毛刺容器上;所述去毛刺容器设有一个连接到清洗液供应回路的注入口,适用于为所述去毛刺容器注入清洗液;并且在操作期间,所述去毛刺容器配置为包含清洗液。
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