CN103949985B - 三维往复摆动式喷砂机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三维往复摆动式喷砂机械手，包括安装架和喷枪，所述安装架设置于喷砂房的两侧，在所述安装架的上下两侧分别设置有水平导轨，上下两侧所述水平导轨之间还设置有竖直导轨，所述竖直导轨的上下两端与上下两侧所述水平导轨的连接处设置有沿喷砂房长度方向的前后移动装置，在所述竖直导轨上还设置有上下移动装置，所述上下移动装置上设置有喷砂机械手，所述喷枪连接喷砂管，所述喷砂管设置在所述喷砂机械臂上。本发明提供的三维往复摆动式喷砂机械手，采用自动喷砂装置，喷丸效率高；取代人工喷丸，避免损害喷丸操作人员的健康；可多个角度进行喷砂，喷砂效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷砂装置，尤其涉及一种三维往复摆动式喷砂机械手。
背景技术
喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂等)高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面或形状发生变化。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。
喷砂房是工件表面在喷塑或喷漆前进行除锈的前处理工艺的一种先进的专业设备，主要是利用通风离心风机的动力完成喷砂喷丸工艺中的丸料循环和分选。喷砂机配备具有蜂窝地板和磨料分离分选装置的磨料循环系统，循环使用磨料，排除粉尘的其他杂物，提高喷砂喷丸效率，并达到节能目的。
现在大型回转件外壁喷丸的方式主要是将工件放在滚轮架上人工喷丸，即工件在滚轮架上转动的过程中,喷砂工人手持喷枪对回转件外壁进行人工喷丸。现存在如下问题：
1.由于喷砂工人力量有限无法使用较大口径的喷嘴，造成喷丸效率较低，喷丸成本较高；
2.对于大直径和长度很长的大型回转件，由于喷丸时间过长，喷砂效率非常低，而且喷砂工人长时间在喷砂房内工作，会严重损害喷丸操作人员的健康；
3.在操作时由于喷砂工人人为的因素，也会导致喷丸质量的不稳定。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种通过PLC控制与行走滚轮架联合控制可实现大型回转件筒体外表面的自动喷丸的三维往复摆动式喷砂机械手。
为实现上述目的，本发明提供一种三维往复摆动式喷砂机械手，包括安装架和喷枪，所述安装架设置于喷砂房的两侧，在所述安装架的上下两侧分别设置有水平导轨，上下两侧所述水平导轨之间还设置有竖直导轨，所述竖直导轨的上下两端与上下两侧所述水平导轨的连接处设置有沿喷砂房长度方向的 前后移动装置，在所述竖直导轨上还设置有上下移动装置，所述上下移动装置上设置有喷砂机械臂，所述喷枪连接喷砂管，所述喷砂管设置在所述喷砂机械臂上。
优选地，所述喷砂机械臂包括转动臂和悬臂调节架，所述转动臂的一端铰接在所述上下移动装置上，所述转动臂为中空套管，所述悬臂调节架与所述中空套管内壁滑动配合，所述喷枪设置在所述悬臂调节架端部。
优选地，所述前后移动装置包括驱动电机和水平滑动支架，所述水平滑动支架通过滑轮和所述水平导轨滑动配合，所述驱动电机设置于所述水平滑动支架上，所述驱动电机与所述滑轮驱动连接。
优选地，所述上下移动装置包括升降减速电机和竖直滑动支架，所述竖直滑动支架上设置有导向轮，所述导向轮与所述竖直导轨滚动配合，所述竖直滑动支架与所述升降减速电机通过链条连接，所述转动臂铰接在所述竖直滑动支架上。
优选地，在所述竖直滑动支架上还设置有摆动电机和摆动轴，所述摆动电机的输出轴上安装有转盘，所述摆动轴一端铰接在所述转盘边缘，另一端铰接在所述转动臂上。
优选地，所述喷枪通过夹块安装在所述悬臂调节架侧面，所述夹块与所述悬臂调节架轴连接。
优选地，在喷砂房内部设置有工件支架，在所述工件支架上有两根对称设置的转动辊。
优选地，在所述安装架顶部还设置有电缆输送装置，所述电缆输送装置包括导轨、多组滑轮组和电缆夹持块，所述导轨和多组所述滑轮组滑动配合，在每组所述滑轮组上均安装有所述电缆夹持块。
所述导轨为角钢，所述角钢的顶边与一块安装板焊接，所述角钢通过所述安装板悬挂设置在所述安装架顶部；所述滑轮组包括两个滑轮和吊板，两个所述滑轮分别与所述角钢的两个外侧边滑动配合，所述吊板包括平行部和平行部两侧向外延伸的弯折部，所述弯折部与两个所述滑轮的转轴方向垂直，所述弯折部与所述滑轮的所述转轴螺纹连接；所述电缆夹持块通过螺栓安装在所述平行部的下方。
优选地，在所述摆动电机的外部套装有摆动电机保护壳。
本发明提供的三维往复摆动式喷砂机械手，采用自动喷砂装置，喷丸效率高；取代人工喷丸，避免损害喷丸操作人员的健康；可多个角度进行喷砂，喷砂效果好。
附图说明
图1为本发明三维往复摆动式喷砂机械手的喷砂房机构示意图；
图2为本发明三维往复摆动式喷砂机械手喷砂单元的结构示意图；
图3为本发明三维往复摆动式喷砂机械手喷砂单元的左视图；
图4为本发明三维往复摆动式喷砂机械手的喷砂机械臂结构示意图；
图5为本发明三维往复摆动式喷砂机械手的喷砂机械臂摆动状态示意图；
图6为本发明三维往复摆动式喷砂机械手喷枪结构示意图；
图7为本发明三维往复摆动式喷砂机械手电缆输送装置的结构示意图。
图中：1-工件，2-喷砂房，3-安装架，4-水平导轨，5-短环链张紧轮，6-驱动电机，7-提升电机，8-链条，9-竖直滑动支架，10-竖直导轨，11-提升换向装置，12-下部导向装置，13-摆动电机，14-转盘，15-悬臂调节架，16-转动臂，17-摆动轴，18-导向轮，19-喷砂管，20-连接块、21-喷枪左夹块，22-喷枪右夹块，23-喷枪，24-角钢，25-安装板，26-吊板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
请参考图1和图4，图1为本发明三维往复摆动式喷砂机械手的喷砂房机构示意图，图4为本发明三维往复摆动式喷砂机械手的喷砂机械臂结构示意图。
一种三维往复摆动式喷砂机械手，包括安装架3和喷枪23，所述安装架3设置于喷砂房2的两侧，在所述安装架3的上下两侧分别设置有水平导轨4，上下两侧所述水平导轨4之间还设置有竖直导轨10，所述竖直导轨10的上下两端与上下两侧所述水平导轨4的连接处设置有沿喷砂房2长度方向的前后移动装置，在所述竖直导轨10上还设置有上下移动装置，所述上下移动装置上设置有喷砂机械臂，所述喷枪23连接喷砂管19，所述喷砂管19设置在所述喷砂机械臂上。
喷砂房2设置有多个喷砂单元，在喷砂房2两侧的安装架3梁下两端设置有喷砂房2长度方向的水平导轨4，在每个喷砂单元中，导轨之间还设置有竖直导轨10，在竖直导轨10的下端还设置有提升换向装置11，竖直导轨10与水平导轨4相接处的上下两端为可以移动的滑动板，在下侧与水平导轨接触的地方还设置有下部导向装置12。水平导轨4的一端设置有驱动电机6，用于驱动上述滑动板沿着水平导轨4方向前后移动，从而实现了喷砂设备可以在喷砂房2长度方向上的移动喷砂；竖直滑动支架9可以沿着竖直导轨10上下移动，喷砂设备设置在竖直滑动支架9上，从而实现了喷砂设备在上下方向的移动喷砂。
所述喷砂机械臂包括转动臂16和悬臂调节架15，所述转动臂16的一端铰接在所述上下移动装置上，所述转动臂16为中空套管，所述悬臂调节架 15与所述中空套管内壁滑动配合，所述喷枪23设置在所述悬臂调节架15端部。
通过调节悬臂调节架15在中空的转动臂16的进出度，可以实现设备在左右方向上的长度，在转动臂16上间隔设置有固定孔，在悬臂调节架15上有与之对应通孔，根据工件1的尺寸调节好悬臂调节架15在转动臂16的开度后，在对应的固定孔处用螺钉固定相对位置，从而实现在左右方向上的移动喷砂。
请参考图3，图3为本发明三维往复摆动式喷砂机械手喷砂单元的左视图。
所述前后移动装置包括驱动电机6和水平滑动支架，所述水平滑动支架通过滑轮和所述水平导轨4滑动配合，所述驱动电机6设置于所述水平滑动支架上，所述驱动电机6与所述滑轮驱动连接。
驱动电机6接收操作人员通过PLC工控端的信号指示，驱动水平导轨4与竖直导轨10连接处的滑动板的滑轮沿着喷砂房2长度方向移动，实现移动喷砂。
请参考图2，图2为本发明三维往复摆动式喷砂机械手喷砂单元的结构示意图。
所述上下移动装置包括升降减速电机和竖直滑动支架9，所述竖直滑动支架9上设置有导向轮18，所述导向轮18与所述竖直导轨10滚动配合，所述竖直滑动支架9与所述升降减速电机通过链条8连接，所述转动臂16铰接在所述竖直滑动支架9上。
在竖直导轨10的顶部设置有升降减速电机，升降减速电机的输出轴有短环链张紧轮5，通过链条8与竖直滑动支架9连接，竖直滑动支架9的两侧的前后两端分别设置有导向轮18，导向轮18与竖直导轨10相配合。提升电机7通过提拉链条8，从而提升竖直滑动支架9，最终实现喷砂设备在上下方向上的移动喷砂。
请参考图5，为本发明三维往复摆动式喷砂机械手的喷砂机械臂摆动状态示意图。
在所述竖直滑动支架9上还设置有摆动电机13和摆动轴17，所述摆动电机13的输出轴上安装有转盘14，所述摆动轴17一端铰接在所述转盘14边缘，另一端铰接在所述转动臂16上。
摆动电机13的输出轴上安装有一个摆动轴17，在摆动轴17上设置一个三角形铁片，该铁片通过两个螺钉和螺母安装在转动轮上，喷砂机械臂的转动臂16和三角形铁片通过摆动轴17连接，连接点不在转盘14盘心上。当转动电机工作时，转动轮上的三角形铁片随着转动，在摆动轴17的带动下，可以使喷砂机械臂的转动臂16在一定范围内摆动，实现摆动喷砂效果。
请参考图6，图6为本发明三维往复摆动式喷砂机械手喷枪23结构示意图。
所述喷枪23通过夹块安装在所述悬臂调节架15侧面，所述夹块与所述悬臂调节架15轴连接。
喷枪23被喷枪左夹块21和喷枪右夹块22夹紧，喷砂机械臂和喷枪23之间还连接有连接块20，连接块20内部设置有转轴。通过转动连接块20可以调整喷枪23的上下方向上的喷砂角度。
在喷砂房2内部设置有工件1支架，在所述工件1支架上有两根对称设置的转动辊。
工件1放置在工件1支架上的转动辊上，两个转动辊配合使用可以使工件1沿着喷砂房2长度方向顺时针或者逆时针转动，配合喷砂机械臂可以实现工件1表面的均匀喷砂效果。各种工件1对表面的喷丸厚度与颗粒大小要求不一，相对应采用不同口径的喷枪23进行喷涂，操作人员力量有限，高速喷砂带来的反作用力会导致喷砂效果不稳定。
在所述安装架3顶部还设置有电缆输送装置，所述电缆输送装置包括导轨、多组滑轮组和电缆夹持块，所述导轨和多组所述滑轮组滑动配合，在每组所述滑轮组上均安装有所述电缆夹持块。
在所述安装架3上所述水平导轨4下侧对应位置还设置有电线导轨，所述驱动电机6的电线、提升电机7的电线和摆动电机13的电线均通过电线导轨与外部电源连接。
由于喷砂过程中喷砂设备移动范围较大，驱动电机6、提升电机7和摆动电机13需要时刻连接电线，在水平导轨4下方设置电线导轨可方便喷砂设备移动时电线的动作。
所述导轨为角钢24，所述角钢24的顶边与一块安装板25焊接，所述角钢24通过所述安装板25悬挂设置在所述安装架3顶部；所述滑轮组包括两个滑轮和吊板26，两个滑轮分别与所述角钢24的两个外侧边滑动配合，所述吊板26包括平行部和与两个所述滑轮的转轴方向垂直的弯折部，所述弯折部与所述滑轮的所述转轴螺纹连接(所述转轴一端向外延伸形成螺杆，所述螺杆与弯折部螺纹连接)；所述电缆夹持块通过螺栓安装在所述平行部的下方。
在所述摆动电机13的外部套装有摆动电机13保护壳。
由于对工件1表面喷砂会导致砂丸反弹，破坏摆动电机13，在摆动电机13的外部套装保护壳能有限保护摆动电机13，提高使用寿命，降低维修成本。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的 实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种三维往复摆动式喷砂机械手，包括安装架和喷枪，所述安装架设置于喷砂房的两侧，其特征在于：在所述安装架的上下两侧分别设置有水平导轨，上下两侧所述水平导轨之间还设置有竖直导轨，所述竖直导轨的上下两端与上下两侧所述水平导轨的连接处设置有沿喷砂房长度方向的前后移动装置，在所述竖直导轨上还设置有上下移动装置，所述上下移动装置上设置有喷砂机械臂，所述喷枪连接喷砂管，所述喷砂管设置在所述喷砂机械臂上；
在喷砂房内部设置有工件支架，在所述工件支架上有两根对称设置的转动辊；
在所述安装架顶部还设置有电缆输送装置，所述电缆输送装置包括导轨、多组滑轮组和电缆夹持块，所述导轨和多组所述滑轮组滑动配合，在每组所述滑轮组上均安装有所述电缆夹持块；所述导轨为角钢，所述角钢的顶边与一块安装板焊接，所述角钢通过所述安装板悬挂设置在所述安装架顶部；所述滑轮组包括两个滑轮和吊板，两个所述滑轮分别与所述角钢的两个外侧边滑动配合，所述吊板包括平行部和平行部两侧向外延伸的弯折部，所述弯折部与两个所述滑轮的转轴方向垂直，所述弯折部与所述滑轮的所述转轴螺纹连接；所述电缆夹持块通过螺栓安装在所述平行部的下方。
2.根据权利要求1所述的三维往复摆动式喷砂机械手，其特征在于：所述喷砂机械臂包括转动臂和悬臂调节架，所述转动臂的一端铰接在所述上下移动装置上，所述转动臂为中空套管，所述悬臂调节架与所述中空套管内壁滑动配合，所述喷枪设置在所述悬臂调节架端部。
3.根据权利要求1所述的三维往复摆动式喷砂机械手，其特征在于：所述前后移动装置包括驱动电机和水平滑动支架，所述水平滑动支架通过滑轮和所述水平导轨滑动配合，所述驱动电机设置于所述水平滑动支架上，所述驱动电机与所述滑轮驱动连接。
4.根据权利要求2所述的三维往复摆动式喷砂机械手，其特征在于：所述上下移动装置包括升降减速电机和竖直滑动支架，所述竖直滑动支架上设置有导向轮，所述导向轮与所述竖直导轨滚动配合，所述竖直滑动支架与所述升降减速电机通过链条连接，所述转动臂铰接在所述竖直滑动支架上。
5.根据权利要求4所述的三维往复摆动式喷砂机械手，其特征在于：在所述竖直滑动支架上还设置有摆动电机和摆动轴，所述摆动电机的输出轴上安装有转盘，所述摆动轴一端铰接在所述转盘边缘，另一端铰接在所述转动臂上。
6.根据权利要求5所述的三维往复摆动式喷砂机械手，其特征在于：所述喷枪通过夹块安装在所述悬臂调节架侧面，所述夹块与所述悬臂调节架轴连接。
7.根据权利要求5所述的三维往复摆动式喷砂机械手，其特征在于：在所述摆动电机的外部套装有摆动电机保护壳。
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