CN110013986B - 射流除锈设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射流除锈设备。射流除锈设备包括：工作台、采集装置、射流装置、与所述采集装置及所述射流装置通信连接的控制装置；所述采集装置朝向所述工作台，并能拍摄位于所述工作台的工件。所述控制装置根据所述采集装置拍摄的图像信息生成加工路径，所述射流装置相对于所述工作台并按所述控制装置生成的加工路径向工件喷射预设压力的液体。工件放置于工作台，并通过射流工艺进行除锈，对工件的损伤小。工作台可以放置多个工件并通过射流装置进行依次加工，加工效率高。采集装置能拍摄工作台的工件并将图像信息发送至控制装置，控制装置通过内置的判断模块及程序控制射流装置按规划的加工路径加工工件，自动化程度高。

Description

射流除锈设备

技术领域

本发明涉及射流技术领域，尤其是涉及一种射流除锈设备。

背景技术

碳钢类材料制成的工件容易氧化后产生锈斑，如轴承类工件。轴承的内圈和/或外圈生锈，美观性差。并且锈斑容易扩散至整个轴承，导致轴承报废。此外，轴承的内圈和/或外圈产生锈斑，降低轴承的安装难度及转动的灵活性。

在相关技术中，轴承类工件通过打磨方式进行除锈，不仅效率低，对工件的损伤大，导致轴承的尺寸误差偏大。并且，轴承除锈产生的污垢易进入到轴承转动部位，影响轴承转动的灵活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种射流除锈设备。该设备既能对单个工件进行除锈，又能对整机或组件进行整体除锈、清洗。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明公开的第一方面：提供了一种射流除锈设备，其特征在于，包括：工作台、采集装置、射流装置、与所述采集装置及所述射流装置通信连接的控制装置；所述采集装置朝向所述工作台，并能拍摄位于所述工作台的工件；所述控制装置根据所述采集装置拍摄的图像信息生成加工路径，所述射流装置相对于所述工作台并按所述控制装置生成的加工路径向工件喷射预设压力的液体。

可选地，所述采集装置包括照明组件及拍摄组件，所述照明组件向所述工作台照射光线并消除工件投射于工作台的阴影，所述拍摄组件拍摄工件及工作台并生成图像信息，所述图像信息发送至所述控制装置。

可选地，所述射流装置包括喷嘴组件、连接至所述喷嘴组件的调压组件及连接至所述调压组件的储液组件，所述调压组件及所述喷嘴组件与所述控制装置电性连接，所述调压组件根据所述控制组件的控制指令调节所述喷嘴组件输出的液体压力，所述喷嘴组件根据所述控制组件的控制指令开启及关闭。

可选地，所述工作台设为磁性工作台，所述工件磁性吸附于所述工作台；或，所述工作台装配有夹具，所述工件固定于所述夹具。

可选地，所述控制装置包括：

采集单元，用于控制所述采集装置拍摄位于所述工作台的工件；

接收单元，用于接收所述采集装置拍摄的图像信息；

运算单元，用于根据图像信息识别工件的轮廓信息，并根据所述轮廓信息生成相应的加工路径；

控制单元，用于控制所述射流装置输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件的轮廓。

可选地，所述运算单元包括：

第一判断子单元，用于判断工件是否处于加工角度；

当工件处于加工角度时，提取待加工工件的边缘信息及位置信息；

当工件处于未加工角度时，将对应无效工件的相应地轮廓信息删除。

可选地，所述运算单元包括：

第二判断子单元，用于判断所述工件的边缘信息是否完整；

当工件的边缘信息完整时，提取工件相应地边缘轮廓线；

当工件的边缘信息不完整时，提取工件相应地边缘轮廓线段，并将该边缘轮廓线段延伸以形成完整的边缘轮廓线。

可选地，所述运算单元包括：

识别子单元，用于读取所有待加工工件的边缘信息及位置信息；

规划子单元，用于根据所有待加工工件的边缘信息及位置信息生成所述射流装置移动路径的总长度最短的加工路径。

可选地，所述控制装置还包括；

判断单元，用于判断经射流加工的所述工件加工是否符合预设质量要求；

当工件符合质量要求时，将所述工件烘干；

当工件不符合质量要求时，控制所述射流装置输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件的轮廓。

可选地，所述控制装置还包括：

位置标定单元，用于标定所述采集装置与所述工作台的坐标位置；

比例标定单元，用于标定所述采集装置与所述工件的比例系数。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

工件放置于工作台，并通过射流工艺进行除锈，对工件的损伤小。工作台可以放置多个工件并通过射流装置进行依次加工，加工效率高。采集装置能拍摄工作台的工件并将图像信息发送至控制装置，控制装置通过内置的判断模块及程序控制射流装置按规划的加工路径加工工件，自动化程度高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明中射流除锈方法的流程结构框图。

图2是本发明中待加工工件判断的流程结构框图。

图3是本发明中工件的边缘轮廓线完整性判断的流程结构框图。

图4是本发明中射流参数选择的流程结构框图。

图5是本发明中工件所处阈值的判断流程结构框图。

图6是本发明中射流除锈设备的剖视结构示意图。

图7是本发明中工件摆放于工作台的结构示意图。

图8是本发明中控制装置的结构框图。

图中：工作台10；射流装置20；采集装置30；拍摄组件31；照明组件32；工件40；控制装置50；采集单元51；接收单元52；运算单元53；第一判断单元531；第二判断单元532；识别子单元533；规划子单元534；控制单元54；判断单元55；位置标定单元56；比例标定单元57；机架60；回收装置70。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1所示：射流除锈方法应用于射流除锈设备，所述射流除锈设备包括：工作台10、采集装置30、射流装置20、与所述采集装置30及所述射流装置20通信连接的控制装置50。射流除锈方法包括以下步骤：

步骤S101，控制采集装置30拍摄位于工作台10的工件40。一个或多个待加工的工件40固定至工作台10后，采集装置30对工件40进行图像信息的采集。其中，控制装置50可根据采集装置30采集的图像信息，读取图像信息中包含工件40的坐标信息及图像中工件40的比例信息。

相应地，在采集装置30拍摄工件40之前，需要对采集装置30与工作台10的坐标及工作台10上工件40的比例系数进行标定。相应地，其包括以下标定步骤。a、标定采集装置30与工作台10的坐标位置。采集装置30的位置相对于工作台10的外置固定，如采集装置30位于工作台10的正上方，采集装置30的光轴垂直于工作台10的表面。b、标定采集装置30与工件40的比例系数。采集装置30与工作台10间隔预设距离，以使采集装置30拍摄的图形信息所提取的尺寸与工件40的实际尺寸呈预设比例。

步骤S102，接收采集装置30拍摄的图像信息。采集装置30采集工件40的图像信息，其中图像信息包括工作台10及工作台10上所有工件40的信息。控制装置50接收采集装置30受到的图像信息，并与控制装置50内存储的参数信息进行比对，如比例参数，坐标参数等。

步骤S103，根据图像信息识别工件40的轮廓信息，并根据轮廓信息生成相应的加工路径。控制装置50根据图像信息获取工件40的轮廓信息，该轮廓信息包括工件40的形状、边界、工件40的锈蚀情况。控制装置50根据工件40的轮廓信息生成加工路径，工件40的锈蚀部位位于该加工路径上。

步骤S104，控制射流装置20输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件40的轮廓。射流装置20根据控制装置50的控制指令沿加工路径移动，并根据内部程序的设定调整液体的输出压力和射流直径等参数。如，轴承的尺寸大，则轴承的内圈、外圈和滚动体等尺寸比较大，可选地，射流装置20在保持射出的射流压力不变的情况下，增大射流的直径，可以减少加工路径，提高加工效率。

工件40放置于工作台10，并通过射流工艺进行除锈，对工件40的损伤小。工作台10可以放置多个工件40并通过射流装置20进行依次加工，加工效率高。采集装置30能拍摄工作台10的工件40并将图像信息发送至控制装置50，控制装置50通过内置的判断模块及程序控制射流装置20按规划的加工路径加工工件40，自动化程度高。

见图2所示：在上述步骤S103中，根据图像信息识别工件40的轮廓信息，包括以下步骤：

步骤S201，判断工件40是否处于加工角度。

步骤S202，当工件40处于加工角度时，提取待加工工件40的边缘信息及位置信息。

步骤S203，当工件40处于未加工角度时，将对应无效工件40的相应地轮廓信息删除。

在规划加工路径过程中，需要将摆放位置错误的工件40剔除，避免射流冲毁工件40，或者工件40在射流的冲击下移动，如竖直放置于工作台10的轴承件。当工件40水平放置于工作台10时，则控制装置50可提取相应地工件40的边缘信息及位置信息。如，提取轴承的内圈及外圈的边缘信息，以及内圈及外圈的位置信息。

见图3所示：在一实施例中，在上述步骤S202中，提取工件40的边缘信息及位置信息，包括以下步骤：

步骤S301，判断工件40的边缘信息是否完整。

步骤S302，当工件40的边缘信息完整时，提取工件40相应地边缘轮廓线。

步骤S303，当工件40的边缘信息不完整时，提取工件40相应地边缘轮廓线段，并将该边缘轮廓线段延伸以形成完整的边缘轮廓线。

在提取工件40的边缘信息及位置信息过程中，控制装置50根据采集装置30拍摄的图像信息进行识别。相应地，当工件40的内圈及外圈表面产生锈蚀时，控制装置50不能识别工件40的边缘信息，继而导致工件40的边缘信息不完整。继而确定该部位为工件40的锈蚀部位。

控制装置50根据可识别的边缘信息提取边缘轮廓线，该边缘轮廓线符合该零件的基本特征，如工件40为轴承件时，边缘轮廓线为圆形。控制装置50根据内置程序及所提取工件40的位置信息将边缘轮廓线补充完整。如通过延伸弧形的两端，以使轮廓线形成一完整的圆形轮廓。

见图4所示：在识别工件40的轮廓信息过程中，还需要提取工件40的尺寸范围信息，以提高射流装置20的加工效率，并对工件40的形状及精度进行保护。在一实施例中，在上述步骤S103中，根据图像信息识别工件40的轮廓信息，还包括以下步骤：

步骤S401，根据轮廓信息获取工件40的外轮廓尺寸。

步骤S402，判断工件40的外轮廓尺寸所处的预设阈值范围。

步骤S403，根据工件40对应的所处的预设阈值范围调整射流装置20的射流参数。

控制装置50对工件40的尺寸规格进行划分，该划分的标准通过内置的阈值及阈值范围进行控制。例如，工件40设为轴承件，该轴承件通过尺寸划分为微型尺寸轴承、小型尺寸轴承、中型尺寸轴承、大型尺寸轴承等。控制装置50根据轮廓信息判断轴承件所处的类型范围，继而调整射流装置20的射流参数，以控制轴承件的加工效率。

见图5所示：在一实施例中，在上述步骤S402中，判断工件40的外轮廓尺寸所处的预设阈值范围，包括以下步骤：

步骤S501，设置两个及以上的阈值，相邻两个阈值之间构成一个阈值范围。

步骤S502，每一阈值范围对应设有与射流装置20相对应的射流参数。

步骤S503，当外轮廓尺寸大于相邻两阈值中的最小值且小于或等于相邻两阈值中的最大值时，则射流装置20根据该阈值范围调整对应的射流参数。

设置阈值以确定工件40的类型，每一阈值范围设有对应的射流参数。通过识别工件40的外轮廓尺寸并确定工件所处的阈值范围，继而选取对应于工件40的射流装置20的射流参数。例如，工件40的阈值范围可以划分如下：外径小于9mm的轴承设为微型轴承、外径在10mm～30mm的轴承设为小型轴承、外径在31mm～50mm的轴承设为中型轴承、外径大于50mm的轴承设为大型轴承等。每一个阈值范围设置对应的射流参数，该射流参数包括射流压力、射流时长、射流口径等。

在一实施例中，在上述步骤S104中，根据轮廓信息生成相应的加工路径，包括以下步骤：

步骤S601，读取所有待加工工件40的边缘信息及位置信息。

步骤S602，根据所有待加工工件40的边缘信息及位置信息生成射流装置20移动路径的总长度最短的加工路径。

在一实施例中，在上述步骤S602中，根据所有待加工工件40的边缘信息及位置信息生成射流装置20移动路径的总长度最短的加工路径，包括以下步骤：

步骤S701，获取所有待加工工件40的边缘轮廓线。

步骤S702，获取所有待加工工件40的坐标信息。

步骤S703，根据所有待加工工件40的边缘轮廓线及坐标信息生成相应地最短加工路径。

控制装置50提取工作台10上所有待加工工件40的边缘信息，该边缘信息对应的边缘轮廓线形成加工路径。同时，控制装置50获得每一个对应工件40的位置信息，该位置信息包括圆心、相对于工作台10的坐标等。在本实施例中，控制装置50根据所有工件40的最短移动路径生成加工路径，射流装置20的整体移动长度短。

除了根据射流装置20的移动路径的最小值规划加工路径外，还可以根据射流装置20的开关情况进行加工路径的规划。

在一实施例中，在上述步骤S104中，根据轮廓信息生成相应的加工路径，包括以下步骤：

步骤S801，获取所有待加工工件40的边缘轮廓线。

步骤S802，获取所有待加工工件40的坐标信息。

步骤S803，根据射流装置20的射流开关次数最少生成相应地加工路径。

射流装置20在移动至每一工件40的锈蚀区域时，射流装置20打开并冲击工件40锈蚀区域的表面，继而使得铁锈及其他附作物脱落，恢复工件40的原始形态。当射流装置20离开工件40并移动至下一工件40时，射流装置20关闭并移动至下一工件40，射流装置20根据工件40的规格类型调整相应地射流参数，并对工件40的加工区域进行对应加工。

在一实施例中，射流除锈方法还包括以下步骤；

步骤S901，判断经射流加工的工件40加工是否符合预设质量要求。

步骤S902，当工件40符合质量要求时，将工件40烘干。

步骤S903，当工件40不符合质量要求时，控制射流装置20输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件40的轮廓。

当射流装置20完成加工后，采集装置30对工件40进行拍摄并将图像信息发送至控制装置50，控制装置50对图像信息进行分析和判断。当工件40的质量符合要求时，控制装置50将工件40进行烘干并输出。当有工件40不符合要求时，控制装置50将符合要求的工件40剔除后，重新规划加工路径并控制射流装置20对应加工工件40。

见图6和图7所示：在一实施例中，射流除锈设备用于使用上述实施例所公开的射流除锈方法。射流除锈设备包括：工作台10、采集装置30、射流装置20、与采集装置30及射流装置20通信连接的控制装置50。采集装置30朝向工作台10，并能拍摄位于工作台10的工件40。控制装置50根据采集装置30拍摄的图像信息生成加工路径，射流装置20相对于工作台10并按控制装置50生成的加工路径向工件40喷射预设压力的液体。

工作台10用于固定和支撑工件40，以使工件40能在工作台10上保持稳定位置。可选地，工作台10设为磁性工作台10，工件40磁性吸附于工作台10。可选地，工作台10装配有夹具，工件40固定于夹具。工作台10可设为固定形式，即工件40安装于工作台10，工作台10不动，射流装置20相对于工作台10移动。或工作台10设为移动形式，即工作台10带动工件40移动，射流装置20固定。

采集装置30用于拍摄工作台10及工作台10上的工件40，以使采集相应地图像信息。在一实施例中，采集装置30包括照明组件32及拍摄组件31，照明组件32向工作台10照射光线并消除工件40投射于工作台10的阴影。拍摄组件31拍摄工件40及工作台10并生成图像信息，图像信息发送至控制装置50。

工件40放置于工作台10上，照明组件32朝向工作台10方向发射光线，该光线照射于工件40将并将工件40的阴影集中于工件40的放置区域内，避免阴影对工件40的轮廓信息产生影响。可选地，照明组件32照射至工作台10的光线垂直于工作台10的上表面。可选地，照明组件32环绕于工作台10。拍摄组件31可设为高速工业摄像机，以获取清晰的图像信息。可选地，采集装置30上安装有可带动采集装置30上下移动的移动装置，图像信息采集结束后，采集装置30可上升移出工作腔，避免因加工过程中液体雾化对后续的拍摄效果造成影响。

在一实施例中，射流装置20包括喷嘴组件、连接至喷嘴组件的调压组件及连接至调压组件的储液组件，调压组件及喷嘴组件与控制装置50电性连接。调压组件根据控制组件的控制指令调节喷嘴组件输出的液体压力，喷嘴组件根据控制组件的控制指令开启及关闭。可选地，设备设有两套及以上的射流装置20，每套射流装置20分别包括喷嘴组件、连接至喷嘴组件的调压组件及连接至调压组件的储液组件，调压组件及喷嘴组件与控制装置50电性连接，控制装置50可根据内置程序调节每一射流装置20的工作路径及射流参数。

调压组件与控制装置50电性连接，并根据控制装置50的控制指令调节射流装置20的射流压力，以适配放置于工作台10的不同规格的工件40，自动识别效果好。喷嘴组件可设为一个或多个不同口径的喷嘴，不同的喷嘴可输出线径不同的流体。流体对应冲击于工件40的表面，定位加工精度高，对工件40的其他部位尺寸影响小。如调压组件能调节射流流体的压力范围在10～100MPa之间，如喷嘴组件射出的流体的压力为10、20、50、60、80、100MPa等。

控制装置50电性连接至喷嘴组件，还可以根据控制装置50的控制指令控制喷嘴组件的开启及关闭，射流控制方便。

在一可选地实施例中，工作台10安装于机架60上，机架60设有回收装置70，回收装置70用于回收冲击于工件40的液体。该回收装置70可设为常用的回收结构，该回收装置70具有过滤组件及存储组件。

见图8所示：控制装置50用于根据采集装置30采集的图像信息，通过内置模块及程序生成相应地的加工路径。在一实施例中，控制装置50包括：采集单元51，用于控制采集装置30拍摄位于工作台10的工件40。接收单元52，用于接收采集装置30拍摄的图像信息。运算单元53，用于根据图像信息识别工件40的轮廓信息，并根据轮廓信息生成相应的加工路径。控制单元54，用于控制射流装置20输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件40的轮廓。

控制装置50用于根据采集装置30采集的图像信息生成相应的加工路径及与工件40相应地的射流参数，具体的功能参见上述方法实施例。

在一实施例中，运算单元53包括：第一判断子单元，用于判断工件40是否处于加工角度。当工件40处于加工角度时，提取待加工工件40的边缘信息及位置信息；当工件40处于未加工角度时，将对应无效工件40的相应地轮廓信息删除。

在一实施例中，运算单元53包括：第二判断子单元，用于判断工件40的边缘信息是否完整；当工件40的边缘信息完整时，提取工件40相应地边缘轮廓线；当工件40的边缘信息不完整时，提取工件40相应地边缘轮廓线段，并将该边缘轮廓线段延伸以形成完整的边缘轮廓线。

在一实施例中，运算单元53包括：识别子单元533，用于读取所有待加工工件40的边缘信息及位置信息；规划子单元534，用于根据所有待加工工件40的边缘信息及位置信息生成射流装置20移动路径的总长度最短的加工路径。

在一实施例中，控制装置50还包括；判断单元55，用于判断经射流加工的工件40加工是否符合预设质量要求；当工件40符合质量要求时，将工件40烘干；当工件40不符合质量要求时，控制射流装置20输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件40的轮廓。该液体可设为水、除锈液、及其它类型的溶液。

在一实施例中，控制装置50还包括：位置标定单元56，用于标定采集装置30与工作台10的坐标位置；比例标定单元57，用于标定采集装置30与工件40的比例系数。

射流装置20目前已广泛使用，其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。

Claims (8)

1.一种射流除锈设备，其特征在于，包括：工作台、采集装置、射流装置、与所述采集装置及所述射流装置通信连接的控制装置；所述采集装置朝向所述工作台，并能拍摄位于所述工作台的工件；所述控制装置根据所述采集装置拍摄的图像信息生成加工路径，所述射流装置相对于所述工作台并按所述控制装置生成的加工路径向工件喷射预设压力的液体；所述控制装置包括：

采集单元，用于控制所述采集装置拍摄位于所述工作台的工件；

接收单元，用于接收所述采集装置拍摄的图像信息；

运算单元，用于根据图像信息识别工件的轮廓信息，并根据所述轮廓信息生成相应的加工路径；

控制单元，用于控制所述射流装置输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件的轮廓；其中，

所述运算单元包括：

第一判断子单元，用于判断工件是否处于加工角度；

当工件处于加工角度时，提取待加工工件的边缘信息及位置信息；

当工件处于未加工角度时，将对应无效工件的相应地轮廓信息删除。

2.根据权利要求1所述的射流除锈设备，其特征在于，所述采集装置包括照明组件及拍摄组件，所述照明组件向所述工作台照射光线并消除工件投射于工作台的阴影，所述拍摄组件拍摄工件及工作台并生成图像信息，所述图像信息发送至所述控制装置。

3.根据权利要求1所述的射流除锈设备，其特征在于，所述射流装置包括喷嘴组件、连接至所述喷嘴组件的调压组件及连接至所述调压组件的储液组件，所述调压组件及所述喷嘴组件与所述控制装置电性连接，所述调压组件根据所述控制组件的控制指令调节所述喷嘴组件输出的液体压力，所述喷嘴组件根据所述控制组件的控制指令开启及关闭。

4.根据权利要求1所述的射流除锈设备，其特征在于，所述工作台设为磁性工作台，所述工件磁性吸附于所述工作台；或，所述工作台装配有夹具，所述工件固定于所述夹具。

5.根据权利要求1所述的射流除锈设备，其特征在于，所述运算单元包括：

第二判断子单元，用于判断所述工件的边缘信息是否完整；

当工件的边缘信息完整时，提取工件相应地边缘轮廓线；

当工件的边缘信息不完整时，提取工件相应地边缘轮廓线段，并将该边缘轮廓线段延伸以形成完整的边缘轮廓线。

6.根据权利要求5所述的射流除锈设备，其特征在于，所述运算单元包括：

识别子单元，用于读取所有待加工工件的边缘信息及位置信息；

规划子单元，用于根据所有待加工工件的边缘信息及位置信息生成所述射流装置移动路径的总长度最短的加工路径。

7.根据权利要求1所述的射流除锈设备，其特征在于，所述控制装置还包括；

判断单元，用于判断经射流加工的所述工件加工是否符合预设质量要求；

当工件符合质量要求时，将所述工件烘干；

当工件不符合质量要求时，控制所述射流装置输出预设压力的液体并沿加工路径加工工件的轮廓。

8.根据权利要求1所述的射流除锈设备，其特征在于，所述控制装置还包括：

位置标定单元，用于标定所述采集装置与所述工作台的坐标位置；

比例标定单元，用于标定所述采集装置与所述工件的比例系数。

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