CN106944998A - 一种调距桨桨叶重心自动标记装置及其标记方法 - Google Patents

一种调距桨桨叶重心自动标记装置及其标记方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种调距桨桨叶重心自动标记装置及标记方法，所述装置包括连接机械手臂和腔体的第一固定架，所述腔体的上端连有腔体上盖，下端连有腔体下盖，空腔中安有墨囊，腔体上盖下端面上安有气压传感器，上端面上安有微型气泵，单片机和第一螺纹直通气动接头；微型气泵连有第一PU直通气动接头，第一PU直通气动接头的另一端通过第一软管与第一螺纹直通气动接头连通；腔体下盖下端连有第二螺纹直通气动接头，外圆上连有第二固定架，第二固定架上夹持有电磁阀和接近开关，电磁阀连有第二PU直通气动接头，第二PU直通气动接头另一端通过第二软管与第二螺纹直通气动接头连通；所述微型气泵、电磁阀和接近开关通过数据线分别连接单片机。

Description

一种调距桨桨叶重心自动标记装置及其标记方法
技术领域
本发明涉及一种调距桨桨叶重心自动标记装置及其标记方法，属于工件打点技术领域。
背景技术
机械制造行业在工件的加工制造中会在工件上进行打点标记操作，作为下一道工序基准，下以船舶制造行业中调距桨桨叶生产过程中对调距桨桨叶进行打点标记为例来说明。
在船用调距桨桨叶制造工艺中，调距桨桨叶的重心测量在重心测量台上进行，测量完成后需要人工进行重心位置打点标记，因为调距桨桨叶外形不规则，人工打点标记耗时且不能保证打点标记的位置精度。
目前需要一种能够安装在重心测量台上，在重心测量台完成调距桨桨叶重心测量后，通过控制电路就可以快速完成喷墨打点的、精度高的、油墨不易堵塞的自动标记装置。
中国专利CN201110039240.9公开了一种油墨打点装置，包括打点针头、导管、墨筒和搅拌装置，导管的一端连接打点针头，另一端套在搅拌装置中，墨筒的底部插在搅拌装置中，所述搅拌装置中设有电机、磁石、磁性螺旋叶片等，通过电磁作用来驱动墨筒内的磁性螺旋叶片转动以实现搅拌功能。这种结构相对传统的油墨打点装置有了较大改善，有效防止打点针头堵塞。但是这种油墨打点装置也存在一些问题：因油墨打点所使用的墨水为按一定比例配置的油墨、丙酮混合液，长时间静置后容易产生液体分层，密度较大的油墨颗粒会下沉，当粘稠度过高时易使磁性旋转叶片停转；磁性螺旋叶片在搅拌油墨中会产生热量，因油墨的耐热性的理化性质影响，耐热性不佳的油墨受热会产生变色现象，影响打点效果；该油墨打点装置打点针头为刚性结构，容易对打点针头和调距桨桨叶表面造成机械损伤。
中国专利CN201420296494.8公开了一种非接触式油墨打点装置，主要用于滤芯制造过程中折纸的打点，包括阀座和阀芯，阀座上设有孔，阀芯套设在孔中并与阀座滑动配合，阀芯连接有驱动机构，阀座上设有进墨孔、进气孔以及出墨孔，进墨孔、进气孔以及出墨孔的一端均穿透孔的侧壁与孔连通，阀芯上设置有储墨槽，在阀芯沿孔的轴向往复滑动的过程中，储墨槽可运动至进墨孔所在位置与进墨孔相接形成一个连通通道，储墨槽可运动至进气孔和出墨孔之间并与进气孔和出墨孔相接使进气孔、储墨槽和出墨孔形成一个连通通道。该装置设计成非接触式喷墨，解决了接触式的无法控制墨水量且接触部分容易磨损的问题。但是这种油墨打点装置也存在一些问题：无法调节喷墨量的多少，在针对不同体积的调距桨桨叶打点时，打点范围和大小无法调整；装置内腔多且腔体狭小，出墨孔易堵塞，装置内腔难清理维护。
所以，需要新研制能够防止油墨堵塞，能够控制油墨量的，高精度的，适应性广的调距桨桨叶重心自动标记装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题和不足，提供一种能够防止油墨堵塞、能够控制油墨量的、高精度的、适应性广的调距桨桨叶重心自动标记装置及其标记方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种调距桨桨叶重心自动标记装置，包括一端连接机械手臂的第一固定架，所述第一固定架另一端夹持有一圆筒形腔体，其特征在于，所述腔体的上端密封连接有腔体上盖，下端密封连接有腔体下盖，空腔中安置有墨囊，其中所述腔体上盖的下端面上安置有气压传感器，上端面上安置有微型气泵，单片机和连通腔体内的第一螺纹直通气动接头，所述气压传感器通过数据线穿过所述腔体上盖上设有的线塞与所述单片机连通；所述微型气泵的出气端连接有第一PU直通气动接头，第一PU直通气动接头的另一端通过第一软管与第一螺纹直通气动接头连通；所述腔体下盖下端通过设有的一螺纹中心通孔连通有第二螺纹直通气动接头，下端外圆上连接有第二固定架，所述第二固定架上平行夹持有电磁阀和接近开关，所述电磁阀的出口端连接有连有第二PU直通气动接头，所述第二PU直通气动接头另一端通过第二软管与所述第二螺纹直通气动接头连通；所述微型气泵、电磁阀和接近开关还分别通过数据线连接到所述的单片机。
进一步的，所述的腔体上盖为法兰盘状形，所述腔体上盖与所述腔体之间设置有普通密封圈，采用至少四个螺钉连接；所述腔体上盖与所述第一螺纹直通气动接头之间设有组合密封圈。
进一步的，所述的线塞为橡胶密封塞，形状呈圆柱体，通过过盈配合安装在所述腔体上盖设有的通孔中。
进一步的，所述的腔体下盖由上为圆筒形，下为漏斗形两段构成，上段设有与所述腔体旋合的内螺纹，端面设有安置密封圈的凹槽；下段内侧设有环形卡槽，端面设有安置密封圈的凹槽。
进一步的，所述的墨囊由上呈半个空心椭球形，下呈漏斗形的两个形状和两种材质构成，其中上部分与所述腔体内壁贴合，下部分过盈配合安装在所述腔体下盖中。所述的两种材质是指上部分为壁薄、软质柔性材料，下部分为硬质的ABS塑料，下部分的端口内面为薄壁瓣膜材料。
进一步的，所述的电磁阀为常闭型电磁阀。
进一步的，所述的接近开关为涡流式接近开关。
进一步的，所述的单片机为PIC单片机。
为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案如下：
一种调距桨桨叶重心自动标记装置的标记方法，包括如下步骤：
第一步，根据调距桨桨叶重心测量台测量出的桨叶重心位置信息，由机械手臂带动调距桨桨叶重心自动标记装置水平移动到需要进行标记的桨叶正上方；
第二步，根据调距桨桨叶重心自动标记装置移动到目标位置信息，由机械手臂带动调距桨桨叶重心自动标记装置竖直下降，当接近开关与桨叶的竖直距离到达感应距离后，接近开关传输信号给单片机，由单片机发出信号给机械手臂，使机械手臂停止下降；
第三步，根据调距桨桨叶重心自动标记装置完成位置移动信息，由单片机发出工作信号给微型气泵，微型气泵开始增压工作，气压传感器将腔体内的实时气压值P1传输给单片机，当单片机采集的P1数据大于等于气压阈值P0时，单片机发出信号，控制微型气泵停止工作；
第四步，单片机控制电磁阀开启，通过调整喷墨时间改变喷墨量，完成对调距桨桨叶重心位置的自动标记。
上述第三步中，单片机通过对实时气压值取时间的微分，得增压速度ΔPz，当增压速度ΔPz小于等于最低气压上升速度ΔP1时，单片机则控制指示灯发出警报信号，显示装置无法正常增压，腔体密封性失效；
上述第四步中，单片机通过对实时气压值取时间的微分，得降压速度ΔPj，当降压速度ΔPj小于等于最低气压下降速度ΔP2时，单片机则控制指示灯发出警报信号，显示装置无法正常降压，电磁阀可能发生堵塞。
有益效果：本发明通过采用卡紧式墨囊结构，墨囊从腔体下盖拆卸方便，易于更换；通过墨囊设计将腔体内的增压区与储墨区分开，避免油墨与空气接触，不会出现油墨堵塞现象；通过非接触式喷墨打点标记方式，装置不与桨叶表面接触，解决传统装置的喷头碰撞桨叶表面造成机械损伤的问题；装置内设置有气压传感器，通过气压传感器的实时气压监测，并调节控制微型气泵的增压量和电磁阀开启喷墨时间，调节喷出的油墨量；装置通过气压传感器监测每次增压量，通过保持每次增压量相同，保证喷墨量的均匀；本装置通过固定架安装在调距桨桨叶重心测量工作台的机械手臂上，可以在测量工作台完成重心测量后，快速响应进行调距桨桨叶重心的自动标记工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明的结构主视图，
图3为本发明的部分结构放大视图，
图4为本发明的腔体上盖与线塞的结构示意图，
图5为本发明的线塞的结构示意图，
图6为本发明的腔体下盖的结构示意图，
图7为本发明的墨囊的结构示意图，
图8为本发明的自动标记方法的流程图，
图中附图标记编号：1.腔体上盖、2.微型气泵、3.气压传感器、4.单片机、5.线塞、6.机械手臂、7.第一螺纹直通气动接头、8.第一PU直通气动接头、9.第一软管、10.腔体、11.墨囊、12.第一固定架、13.腔体下盖、14.电磁阀、15.接近开关、16.第二固定架、17.第二螺纹直通气动接头、18.第二PU直通气动接头、19.第二软管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～3所示，一种调距桨桨叶重心自动标记装置，包括一端连接机械手臂6的第一固定架12，所述第一固定架12另一端夹持有一圆筒形腔体10，其特征在于，所述腔体10的上端密封连接有腔体上盖1，下端密封连接有腔体下盖13，空腔中安置有墨囊11，其中所述腔体上盖1的下端面上安置有气压传感器3，上端面上安置有微型气泵2，单片机4和连通腔体内的第一螺纹直通气动接头7，所述气压传感器3通过数据线穿过所述腔体上盖1上设有的线塞5与所述单片机4连通；所述微型气泵2的出气端连接有第一PU直通气动接头8，第一PU直通气动接头8的另一端通过第一软管9与第一螺纹直通气动接头7连通；所述腔体下盖13下端通过设有的一螺纹中心通孔连通有第二螺纹直通气动接头17，下端外圆上连接有第二固定架16，所述第二固定架16上平行夹持有电磁阀14和接近开关15，所述电磁阀14的出口端连接有连有第二PU直通气动接头18，所述第二PU直通气动接头18另一端通过第二软管19与所述第二螺纹直通气动接头17连通；所述微型气泵2、电磁阀14和接近开关15还分别通过数据线连接到所述的单片机4。
如图4所示，所述的腔体上盖1为法兰盘状形，所述腔体上盖1与所述腔体10之间设置有普通密封圈，采用至少四个螺钉连接；所述腔体上盖1与所述第一螺纹直通气动接头7之间设有组合密封圈。
如图5所示，所述的线塞5为橡胶密封塞，形状呈圆柱体，通过过盈配合安装在所述腔体上盖1设有的通孔中，保证数据传输与腔体10的密封性。
如图6所示，所述的腔体下盖13由上为圆筒形，下为漏斗形两段构成，上段设有与所述腔体10旋合的内螺纹，端面设有安置密封圈的凹槽；下段内侧设有环形卡槽，端面设有安置密封圈的凹槽。
如图7所示，所述的墨囊11由上呈半个空心椭球形，下呈漏斗形的两个形状和两种材质构成，其中上部分与所述腔体10内壁贴合，下部分过盈配合安装在所述腔体下盖13中。所述的两种材质是指上部分为壁薄、软质柔性材料，下部分为硬质的ABS塑料，下部分的端口内面为薄壁瓣膜材料。当更换墨囊11时，仅需旋下腔体下盖13，外力拔出墨囊11完成更换。
进一步的，所述的电磁阀14为常闭型电磁阀。
进一步的，所述的接近开关15为涡流式接近开关。
进一步的，所述的单片机4为PIC单片机。
如图8所示，为本发明的自动标记方法的流程图。
本发明的一种调距桨桨叶重心自动标记装置的快速打点标记方法，包括如下步骤：
1)根据调距桨桨叶重心测量台测量出的桨叶重心位置信息，由机械手臂6带动调距桨桨叶重心自动标记装置水平移动到需要进行标记的桨叶正上方；
2)根据调距桨桨叶重心自动标记装置移动到目标位置信息，由机械手臂6带动调距桨桨叶重心自动标记装置竖直下降，当接近开关15与桨叶的竖直距离到达感应距离后，接近开关15传输信号给单片机4，由单片机4发出信号给机械手臂6，使机械手臂6停止下降；
在此过程中，单片机4通过对实时气压值取时间的微分，得增压速度ΔPz，当增压速度ΔPz 小于等于最低气压上升速度ΔP1时，单片机4则控制指示灯发出警报信号，显示装置无法正常增压，腔体10密封性失效；
3)，根据调距桨桨叶重心自动标记装置完成位置移动信息，由单片机4发出工作信号给微型气泵2，微型气泵2开始增压工作，气压传感器3将腔体10内的实时气压值P1传输给单片机4，当单片机4采集的P1数据大于等于气压阈值P0时，单片机4发出信号，控制微型气泵2停止工作；
4)单片机4控制电磁阀14开启，通过调整喷墨时间改变喷墨量，完成对调距桨桨叶重心位置的自动标记。
在此过程中，单片机4通过对实时气压值取时间的微分，得降压速度ΔPj，当降压速度ΔPj小于等于最低气压下降速度ΔP2时，单片机4则控制指示灯发出警报信号，显示装置无法正常降压，电磁阀14可能发生堵塞。

Claims (10)

1.一种调距桨桨叶重心自动标记装置，包括一端连接机械手臂(6)的第一固定架(12)，所述第一固定架(12)另一端夹持有一圆筒形腔体(10)，其特征在于，所述腔体(10)的上端密封连接有腔体上盖(1)，下端密封连接有腔体下盖(13)，空腔中安置有墨囊(11)，其中所述腔体上盖(1)的下端面上安置有气压传感器(3)，上端面上安置有微型气泵(2)，单片机(4)和连通腔体(10)内的第一螺纹直通气动接头(7)，所述气压传感器(3)通过数据线穿过所述腔体上盖(1)上设有的线塞(5)与所述单片机(4)连通；所述微型气泵(2)的出气端连接有第一PU直通气动接头(8)，第一PU直通气动接头(8)的另一端通过第一软管(9)与第一螺纹直通气动接头(7)连通；所述腔体下盖(13)下端通过设有的一螺纹中心通孔连通有第二螺纹直通气动接头(17)，下端外圆上连接有第二固定架(16)，所述第二固定架(16)上平行夹持有电磁阀(14)和接近开关(15)，所述电磁阀(14)的出口端连接有连有第二PU直通气动接头(18)，所述第二PU直通气动接头(18)另一端通过第二软管(19)与所述第二螺纹直通气动接头(17)连通；所述微型气泵(2)、电磁阀(14)和接近开关(15)还分别通过数据线连接到所述的单片机(4)。
2.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的腔体上盖(1)为法兰盘状形，所述腔体上盖(1)与所述腔体(10)之间设置有普通密封圈，采用至少4个螺钉连接；所述腔体上盖(1)与所述第一螺纹直通气动接头(7)之间设有组合密封圈。
3.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的线塞(5)为橡胶密封塞，形状呈圆柱体，通过过盈配合安装在所述腔体上盖(1)设有的通孔中。
4.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的腔体下盖(13)由上为圆筒形，下为漏斗形两段构成，上段设有与所述腔体(10)旋合的内螺纹，端面设有安置密封圈的凹槽；下段内侧设有环形卡槽，端面设有安置密封圈的凹槽。
5.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的墨囊(11)由上呈半个空心椭球形，下呈漏斗形的两个形状和两种材质构成，其中上部分与所述腔体(10)内壁贴合，下部分过盈配合安装在所述腔体下盖(13)中。
6.根据权利要求5所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的两种材质是指上部分为壁薄、软质柔性材料，下部分为硬质的ABS塑料，下部分的端口内面为薄壁瓣膜材料。
7.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的电磁阀(14) 为常闭型电磁阀。
8.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的接近开关(15)为涡流式接近开关。
9.根据权利要求1所述的调距桨桨叶重心自动标记装置，其特征在于，所述的单片机(4)为PIC单片机。
10.一种根据权利要求1-5任一所述的调距桨桨叶重心自动标记装置的标记方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，根据调距桨桨叶重心测量台测量出的桨叶重心位置信息，由机械手臂(6)带动调距桨桨叶重心自动标记装置水平移动到需要进行标记的桨叶正上方；
第二步，根据调距桨桨叶重心自动标记装置移动到目标位置信息，由机械手臂(6)带动调距桨桨叶重心自动标记装置竖直下降，当接近开关(15)与桨叶的竖直距离到达感应距离后，接近开关(15)传输信号给单片机(4)，由单片机(4)发出信号给机械手臂(6)，使机械手臂(6)停止下降；
第三步，根据调距桨桨叶重心自动标记装置完成位置移动信息，由单片机(4)发出工作信号给微型气泵(2)，微型气泵(2)开始增压工作，气压传感器(3)将腔体(10)内的实时气压值P1传输给单片机(4)，当单片机(4)采集的P1数据大于等于气压阈值P0时，单片机(4)发出信号，控制微型气泵(2)停止工作；
第四步，单片机(4)控制电磁阀(14)开启，通过调整喷墨时间改变喷墨量，完成对调距桨桨叶重心位置的自动标记。
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Inventor after: Yang Yilin

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