CN108977819B - 针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，包括酸洗区域、人工操作区、EMS输送系统、EMS输送系统运行控制台、被检零件上下料区、升降高度预设区和人工检验区；EMS输送系统上至少含有两台小车，小车含有独立的程控行走驱动电机、独立的程控起吊驱动电机和PLC自动化操作装置；升降高度预设区配置有镭射扫描传感器和超声波测距仪，液体槽上均配有超声波测距仪。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置尤其是一种与齿轮磨削后表面回火的浸蚀检验前进行的酸洗工艺匹配的自动化装置，属于风电大型齿轮箱的理化检测和质量验证领域。
技术背景
风电齿轮箱内的齿轮件如果存在磨削烧伤，由于磨削烧伤处的显微组织不同，且必定有较大的残余应力存在，使工件的表面质量大大降低，因此必须对最终热处理之后的磨削加工表面进行磨削烧伤检验。浸蚀检验（酸洗）是有效的检验磨削烧伤的方法，国际标准是ISO 14104（对应国标GB/T 17879）。主要流程如下：清洗零件，酸浸蚀零件，人工检验。酸洗通常都是人工操作行车起吊零件按流程完成清洗零件与酸浸蚀零件（一是耗费人工且检验效率慢，二是诸多的酸洗流程及时间要求，不可避免的存在人为误差），或者制作统一的酸洗工装（所有零件都放工装里面，所有酸洗槽淹没深度一致），实现单一的龙门式自动化。但对于风电齿轮箱的零件大，种类繁多的情况，采用龙门式已经无法适应多规格小批量产品的涉及情况。由此，人们迫切需要一种适用于实现小批量多品种零件浸蚀检验（酸洗）自动化操作的检验装置。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前酸洗人工操作效率低且不可避免的存在人为误差的问题或者无法实现单一自动化的问题，以及现有方案面对多规格小批量产品无法满足需求的情况，提供一种针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置。
本发明的目的是这样实现的：一种针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，包括酸洗区域、人工操作区和EMS输送系统，其特征在于：
酸洗区域和人工操作区之间设有隔离墙，酸洗线位于酸洗区域；所述的人工操作区设有EMS输送系统运行控制台，还设有被检零件上下料区，被检零件在酸洗运行中的升降高度预设区，以及被检零件的人工检验区；
所述的酸洗线包括位置依次排列的有超声波清洗槽、清水槽、酒精槽、硝酸槽、清水槽、酒精槽、盐酸槽、清水槽、碱液槽、清水槽、65度以上热水槽、风干槽、防锈油槽，其中液体槽为超声波清洗槽、清水槽、酒精槽、硝酸槽、清水槽、酒精槽、盐酸槽、清水槽、碱液槽、清水槽、65度以上热水槽和防锈油槽；
所述的EMS输送系统是贯穿运行于酸洗区域和人工操作区的闭环小车运行轨道，位于人工操作区的小车运行轨道含有一段换轨维修段；
在EMS输送系统上至少含有两台独立运行的小车，每个小车含有独立的程控行走驱动电机、独立的程控起吊驱动电机和PLC自动化操作装置；
升降高度预设区位于酸洗区域入口端，配置有镭射扫描传感器和超声波测距仪，其中，系统统一设定的镭射扫描传感器感应面作为运行基准线，形成不同规格的各被检零件统一的起始测量面数据，由超声波测距仪针对不同规格的被检零件通过人工设置获得对应的浸泡上表面数据；
液体槽上均配有超声波测距仪，通过超声波测距仪获取各槽体槽液面高度的数据。
在本发明中，所述的小车运行轨道为单轨，所述的小车采用程控行走驱动电机驱动的单轨悬挂行走轮，所述的程控起吊电机末端配有起吊钩。
在本发明中，所述的超声波清洗槽为前后依次排列的两个超声波清洗槽。
在本发明中，酸洗区域和人工操作区之间的隔离墙为玻璃幕墙。
在本发明中，酸洗区域还设有废水收集池。
在本发明中，PLC自动化操作装置包括工业无线网络发射器以及与行走驱动电机和起吊电机配有对应的工业无线网络接收器，其中，工工业无线网络发射器设在人工操作区，工业无线网络接收器设在对应的小车上，工业无线网络发射器分别与各小车的工业无线网络接收器均以菲尼克斯5100无线模块对应匹配；PLC控制数据程控信号均通过工业无线网络发射器传递，其中，在酸洗运行中升降高度预设区获得的起始测量面数据和浸泡上表面数据与各液体槽液面高度数据相互匹配，形成对程控起吊电机的下降PLC控制数据，同时设定针对风干槽的下降PLC控制数据；
在PLC控制数据的无线遥控下，程控行走驱动电机驱动独立的小车在运行轨道上前进或后退；
当吊有被检零件的小车抵达对应的液体槽中心时，在PLC控制数据的无线遥控下，程控起吊电机的下降幅度为：
H =H2+H1+H浸-H液，
式中：H，下降高度；H1，在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度；H2，液体槽底部到地平面的实际高度；H浸，人工设置被检零件浸泡面的实际高度；H液，液面与液体槽槽底的实际高度；
当吊有被检零件的小车抵达风干槽中心时，在PLC控制数据的无线遥控下，程控起吊电机的下降幅度为：
H =H2+H1+Hsick-350，
式中：H，下降高度；H1，在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度；H2，风干槽底部到地平面的实际高度；Hsick，镭射扫描传感器设定的运行基准线与地平面之间的实际高度；350，被检零件底部基准与风干槽底部的距离，单位为毫米。
在本发明中，换轨维修段位于人工操作区，换轨维修段含有副轨，副轨与小车运行轨道之间设有活动叉轨，活动叉轨在液压推拉杆的作用下，或与小车运行轨道构成闭环轨道，或使小车运行轨道与副轨对接将有故障的小车导入副轨。
在本发明中，人工操作区的被检零件上下料区配有移动平板车，上下料时，通过移动平板车保证被检零件垂直起吊。
本发明的创新优点在于：由于本发明在酸洗区域和人工操作区之间通过EMS输送系统串接为一体，并在酸洗区域和人工操作区之间设有隔离墙，在实现自动化的前提下，对改善工作环境及提高员工的操作安全有着重要的作用，尤其是当酸洗区域和人工操作区之间的隔离墙为玻璃幕墙时，操作人员还可以通过玻璃幕墙及时掌控系统运行情况。由于本发明在酸洗区域入口端设有升降高度预设区，配置有镭射扫描传感器和超声波测距仪，在各液体槽上均配有超声波测距仪，通过这些设备，尤其是通过超声波测距仪，可以针对小批量多规格品种采集并针对不同产品人为设置个性化的控制数据，形成针对不同小车中程控起吊电机的不同PLC控制数据，当一个流水线上同时存在小批量多规格品种时，各独立小车可以独立运行互不干涉，实现不同规格同步酸洗，大大提高了工作效率。由于PLC控制数据通过工业网络无线遥控，结构显得更加紧凑。由于EMS输送系统中设置了一段换轨维修段，对于存在故障的小车可以退出EMS输送系统进入副轨及时维修，对于暂时闲置的小车，也可以临时放置于副轨。由于酸洗区域和人工操作区之间的隔离墙为玻璃幕墙，操作人员可以通过玻璃幕墙及时掌控系统运行情况。
附图说明
图1是本发明的一个系统布局实施例的示意图。
图2是针对齿轮类产品在升降高度预设区采集数据示意图。
图3是针对齿圈类产品在升降高度预设区采集数据示意图。
图4是针对轴类产品在升降高度预设区采集数据示意图。
图5是本发明针对一个独立小车的PLC控制框图。
图6是小车运行在酸洗线时下降幅度计算原理示意图。
图7是一种换轨维修段实施例的原理示意图。
图中：1、隔离墙，2、酸洗线，3、运行控制台，4、被检零件上下料区，5、升降高度预设区，6、小车运行轨道，7、镭射扫描传感器，8、超声波测距仪，9、小车，10、工业无线网络发射器，11、移动平板车，12、废水收集池，13、副轨，14、活动叉轨，15、齿轮类产品检验工装，16、齿圈类产品检验工装，17、轴类产品检验工装，18、齿轮类产品，19、齿圈类产品，20、轴类产品，a、超声波清洗槽，b、清水槽，c、酒精槽，d、硝酸槽，e、清水槽，f、酒精槽，g、盐酸槽，h、清水槽，i、碱液槽，j、清水槽，k、65度以上热水槽，l、风干槽，m、防锈油槽。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明的具体实施例，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
由图1可见，本发明包括酸洗区域、人工操作区和EMS输送系统，其中：
酸洗区域和人工操作区之间设有隔离墙1，酸洗线2位于酸洗区域；所述的人工操作区设有EMS输送系统的运行控制台3，还设有被检零件上下料区4，被检零件在酸洗运行中的升降高度预设区5，以及被检零件的人工检验区；
所述的酸洗线2包括位置依次排列的有超声波清洗槽a、清水槽b、酒精槽c、硝酸槽d、清水槽e、酒精槽f、盐酸槽g、清水槽h、碱液槽i、清水槽j、65度以上热水槽k、风干槽l、防锈油槽m，其中液体槽为超声波清洗槽a、清水槽b、酒精槽c、硝酸槽d、清水槽e、酒精槽f、盐酸槽g、清水槽h、碱液槽i、清水槽j、65度以上热水槽k和防锈油槽m。所述的EMS输送系统是贯穿运行于酸洗区域和人工操作区的闭环小车运行轨道6，位于人工操作区的小车运行轨道6含有一段换轨维修段；升降高度预设区5位于酸洗区域入口端。
在EMS输送系统上运行的小车9含有程控行走驱动电机、程控起吊驱动电机和PLC自动化操作装置，PLC自动化操作装置包括工业无线网络发射器10和以及与行走驱动电机和起吊电机配有对应的工业无线网络接收器（图中未显示），本发明中，工业无线网络发射器设在人工操作区，工业无线网络接收器设在对应的小车上，两者型号均为菲尼克斯5100无线模块配置而成。
所述的小车运行轨道6为单轨，所述的小车9采用程控行走驱动电机驱动的单轨悬挂行走轮，所述的程控起吊电机末端配有起吊钩。
在本实施例中，所述的超声波清洗槽a为前后依次排列的两个超声波清洗槽a。酸洗区域还设有废水收集池12。
在本实施例中，酸洗区域和人工操作区之间的隔离墙1为玻璃幕墙。
在本实施例中，人工操作区的被检零件上下料区4配有移动平板车11，上下料时，通过移动平板车保证被检零件垂直起吊。
由图2-图4可见，升降高度预设区5配置有镭射扫描传感器7和超声波测距仪8，其中，系统统一设定的镭射扫描传感器7感应面作为运行基准线，形成不同规格的各被检零件统一的起始测量面数据，由超声波测距仪7针对不同规格的被检零件通过人工设置获得对应的浸泡上表面数据。如图2和图3，针对齿轮类产品18和齿圈类产品19，可以通过超声波测距仪8人工将浸泡上表面数据设置为被检零件的上表面，这样可以保证整个零件的磨削面均被酸洗，如图4所示，针对轴类产品20，可以通过超声波测距仪8人工将浸泡上表面数据仅仅设置为前期被实际加工的磨削面。
为了保证系统运行，在各液体槽上均配有超声波测距仪8，通过超声波测距仪8获取各槽体槽液面高度的数据。
由图5可见，本发明针对每一个独立小车9的PLC控制框图是：
首先根据上料区运转架内的待检零件能否保证垂直起吊，决定是否使用移动平板车，然后人工使用起吊索具垂直起吊待检零件，接着小车自动行走至升降高度预设区，人工设置不同的浸泡上表面数据，紧接着小车自动完成酸洗工艺，之后小车自动停留在人工检验区，使用对应的检验工装，人工完成检验零件，最后小车自动行走至原上料区正上方，人工下料。
对小车的自动化控制均通过PLC自动化操作装置实现的，通过PLC自动化操作装置的无线遥控下，程控行走驱动电机驱动独立的小车在运行轨道上前进或后退。当吊有被检零件的小车抵达对应的液体槽中心时，同样通过PLC自动化操作装置的无线遥控，驱动程控起吊电机的下降和提升幅度。
其中，在酸洗运行中升降高度预设区5获得的起始测量面数据和浸泡上表面数据与各液体槽液面高度数据相互匹配，形成对小车9的程控起吊电机的下降PLC控制数据，同时设定针对风干槽的下降PLC控制数据。
当吊有被检零件的小车抵达对应的液体槽中心时，在PLC控制数据的无线遥控下，程控起吊电机的下降幅度为：
H =H2+H1+H浸-H液。
式中：H，下降高度；H1，在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度；H2，液体槽底部到地平面的实际高度；H浸，人工设置被检零件浸泡面的实际高度；H液，液面与液体槽槽底的实际高度。
当吊有被检零件的小车抵达风干槽中心时，在PLC控制数据的无线遥控下，程控起吊电机的下降幅度为：
H =H2+H1+Hsick-350。
式中：H，下降高度；H1，在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度；H2，风干槽底部到地平面的实际高度；Hsick，镭射扫描传感器设定的运行基准线与地平面之间的实际高度；350，被检零件底部基准与风干槽底部的距离，单位为毫米。
在本实施例中，各槽的处理时间为：第一超声波清洗槽a，180s；第二超声波清洗槽a，120s；清水槽b，3s；酒精槽c，5s；硝酸槽d，10s；清水槽e，3s；酒精槽f，5s；盐酸槽g，45s；清水槽h，3s；碱液槽i，45s；清水槽j，3s；65度以上热水槽k，3s；风干槽l，45s；防锈油槽m，3s。
由图6可见，本发明两个程控起吊电机的下降幅度是这样获得的，图中：
H：下降高度。
H1：在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度。
H2：液体槽底部到地平面的实际高度。
H浸：人工设置被检零件浸泡面的实际高度。
H液：液面与液体槽槽底的实际高度。
H高：EMS小车吊钩头最高点到地面距离。
H绳：EMS小车吊钩头到零件浸泡面的距离。
Hsick：镭射扫描传感器设定的运行基准线与地平面之间的实际高度。
风干槽下降高度：被检零件底部基准距离风干槽底部350mm。
针对液体槽的计算公式：
等式1：H2+H高=H+H绳+H液。
等式2：H绳=H高-H1-H浸。
等式2代入等式1整理后：H =H2+H1+H浸-H液。
针对风干槽的计算公式：
等式1：H2+H高-350=H+H绳+H浸-Hsick。
等式2：H绳=H高-H1-H浸。
等式2代入等式1整理后：H =H2+H1+Hsick-350。
具体实施时，本发明在人工操作区还设有一个换轨维修段，换轨维修段含有副轨13，副轨13与小车运行轨道6之间设有活动叉轨14，活动叉轨14在液压推拉杆（图中未显示）的作用下，或与小车运行轨道6构成闭环轨道，或使小车运行轨道与副轨13对接将有故障的小车9导入副轨13。由于本实施例中的小车运行轨道6为单轨，对应的换轨维修段如图7所示，对应的副轨13和活动叉轨14均为单轨。
Claims (7)
1.一种针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，包括酸洗区域、人工操作区和EMS输送系统，其特征在于：
酸洗区域和人工操作区之间设有隔离墙，酸洗线位于酸洗区域；所述的人工操作区设有EMS输送系统运行控制台，还设有被检零件上下料区，被检零件在酸洗运行中的升降高度预设区，以及被检零件的人工检验区；
所述的酸洗线包括位置依次排列的有超声波清洗槽、清水槽、酒精槽、硝酸槽、清水槽、酒精槽、盐酸槽、清水槽、碱液槽、清水槽、65℃以上热水槽、风干槽、防锈油槽，其中液体槽为超声波清洗槽、清水槽、酒精槽、硝酸槽、清水槽、酒精槽、盐酸槽、清水槽、碱液槽、清水槽、65℃以上热水槽和防锈油槽；
所述的EMS输送系统是贯穿运行于酸洗区域和人工操作区的闭环小车运行轨道，位于人工操作区的小车运行轨道含有一段换轨维修段；
在EMS输送系统上至少含有两台独立运行的小车，每个小车含有独立的程控行走驱动电机、独立的程控起吊驱动电机和PLC自动化操作装置；
升降高度预设区位于酸洗区域入口端，配置有镭射扫描传感器和超声波测距仪，其中，系统统一设定的镭射扫描传感器感应面作为运行基准线，形成不同规格的各被检零件统一的起始测量面数据，由超声波测距仪针对不同规格的被检零件通过人工设置获得对应的浸泡上表面数据；
液体槽上均配有超声波测距仪，通过超声波测距仪获取各槽体槽液面高度的数据；
PLC自动化操作装置包括工业无线网络发射器以及与行走驱动电机和起吊电机配有对应的工业无线网络接收器，其中，工业无线网络发射器设在人工操作区，工业无线网络接收器设在对应的小车上，工业无线网络发射器分别与各小车的工业无线网络接收器均以菲尼克斯5100无线模块对应匹配；PLC控制数据程控信号均通过工业无线网络发射器传递，其中，在酸洗运行中升降高度预设区获得的起始测量面数据和浸泡上表面数据与各液体槽液面高度数据相互匹配，形成对程控起吊电机的下降PLC控制数据，同时设定针对风干槽的下降PLC控制数据；
在PLC控制数据的无线遥控下，程控行走驱动电机驱动独立的小车在运行轨道上前进或后退；
当吊有被检零件的小车抵达对应的液体槽中心时，在PLC控制数据的无线遥控下，程控起吊电机的下降幅度为：
H =H2+H1+H浸-H液，
式中：H，下降高度；H1，在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度；H2，液体槽底部到地平面的实际高度；H浸，人工设置被检零件浸泡面的实际高度；H液，液面与液体槽槽底的实际高度；
当吊有被检零件的小车抵达风干槽中心时，在PLC控制数据的无线遥控下，程控起吊电机的下降幅度为：
H =H2+H1+Hsick-350，
式中：H，下降高度；H1，在升降高度预设区，被检零件底部抵达镭射扫描传感器设定的运行基准线自动停止时的实际下降高度；H2，风干槽底部到地平面的实际高度；Hsick，镭射扫描传感器设定的运行基准线与地平面之间的实际高度；350，被检零件底部基准与风干槽底部的距离，单位为毫米。
2.根据权利要求1所述的针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，其特征在于，所述的小车运行轨道为单轨，所述的小车采用程控行走驱动电机驱动的单轨悬挂行走轮，所述的程控起吊电机末端配有起吊钩。
3.根据权利要求1所述的针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，其特征在于，所述的超声波清洗槽为前后依次排列的两个超声波清洗槽。
4.根据权利要求1所述的针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，其特征在于，酸洗区域和人工操作区之间的隔离墙为玻璃幕墙。
5.根据权利要求1所述的针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，其特征在于，酸洗区域还设有废水收集池。
6.根据权利要求1-5之一所述的针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，其特征在于，换轨维修段位于人工操作区，换轨维修段含有副轨，副轨与小车运行轨道之间设有活动叉轨，活动叉轨在液压推拉杆的作用下，或与小车运行轨道构成闭环轨道，或使小车运行轨道与副轨对接将有故障的小车导入副轨。
7.根据权利要求1-5之一所述的针对小批量多品种零件浸蚀检验前酸洗的装置，其特征在于，人工操作区的被检零件上下料区配有移动平板车，上下料时，通过移动平板车保证被检零件垂直起吊。
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| CN107502916A (zh) * | 2017-10-18 | 2017-12-22 | 四川佳泰防腐绝缘材料有限公司 | 一种多级控制式钢管防腐酸洗控制系统 |
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