CN110465432A

CN110465432A - 矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位技术

Info

Publication number: CN110465432A
Application number: CN201910868481.0A
Authority: CN
Inventors: 余世明; 何德峰; 黄云龙; 童金龙
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: CN110465432B

Abstract

本发明公开了矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位技术，属于矿井液压支柱领域。装置包括行车及与行车连接的工件支架，工件安装在工件支架上，其特征在于工件前端的上方安装有垂直红外发射器，下方安装有垂直红外接收器，每个工件前端的前方水平安装水平红外探头。首先采用水平红外探头检测，确定工件之间的相对距离ΔL，再进行垂直检测，当检测到最右端面工件时，开始喷涂，假设从最上面第一个工件开始喷涂，自上而下完成全部工件喷涂。既可避免长时间工作时，水平红外探头上被喷上涂料而影响检测，又可节省涂料，确保喷涂质量。

Description

矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位技术

技术领域

本发明涉及矿井液压支柱领域，具体涉及矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位技术。

背景技术

液压支柱是涉及矿井生产安全的重要装备。由于承受压力巨大，支柱内部压力很高。支柱管壁有任何裂纹或缺陷，都会导致内部高压液体泄漏渗出，裂纹进一步扩大，最终导致工作失效，引起严重的生产安全事故。

即使工作生产加工没有问题，出厂后是合格的产品，但由于井下环境恶劣，长期受腐蚀性气液侵蚀，会导致液压支柱表面生锈而产生裂纹，最终使工件失效而无法在规定的寿命周期内正常工作。因此，为了防止液压支柱在恶劣环境下生锈，需要在出厂前进行防腐喷涂处理。

由于喷涂材料含有对人体有害的成份，因此，不宜采用人工喷涂，应采用自动喷涂技术。自动喷涂包括自动上料和自动喷涂两个环节。对多个工件自动上料后，很难确保各工件对齐，这将严重影响后续喷涂质量。因此，如何对自动上料后的工作进行准确的自动定位是一个非常重要的工艺环节。

现有技术如图1所示，行车2在传动链3的驱动下沿导轨1运动，传动链3由伺服电机驱动，在专用控制器的控制下，行车2以比较慢的恒定速度运行，从而可实现精确的位置控制。行车2上装有工件支架5，随行车2一起运动。通过自动上料装置可将若干个待喷工件7放置在工件支架5上。上料装置一般很难将工件端部精确对齐地放在工件支架5上，这就影响到后续的正确喷涂。图1中，上部装有竖直红外发射管4，下面装有竖直红外接收管6。当待喷工件7碰到红外线后，竖直红外接收管6将接收不到红外线，这时专用控制器将接收到一个开关信号，表示待喷涂工件到达，并立即控制伺服电机停止运转，行车2也相应地停止向前移动，这时控制器控制喷枪开始喷涂。图1中画出了5个待喷工件7，分别为第一工件a1、第二工件a2、第三工件a3、第四工件a4、第五工件a5，具体工件数目可根据实际情况确定。

在批量喷涂过程中同，工件的几何尺寸都是相同的，因此，不失一般性，在图2中，假设各工件是等长的，长度均为L。由于第二工件a2最靠右测，因此，先到达红外线检测位置，挡住红外线，因此以第二工件的定位作为参照系进行喷涂。这时，只有第二工件a2能正确喷涂，其余工件的右部距红外线都有一段距离，按第二工件a2确定的参考点进行喷涂，对其余工件来说，涂料喷不到工件上，而喷到外面，从而浪费涂料，而其余工件左端而言，有一部分喷不上涂料。因此，按第二工件a2定位，不仅浪费涂料，而确保其余工件完整喷涂，从而影响喷涂质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位技术的技术方案。

一种矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位装置，包括行车及与行车连接的工件支架，工件安装在工件支架上，工件前端的上方固定安装有垂直红外发射器，下方固定安装有垂直红外接收器，每个工件端部的前方水平固定安装水平红外探头。

基于所述的自动定位装置的一种矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位方法，首先采用水平红外探头检测，确定工件之间的相对距离ΔL，再进行垂直检测，当检测到最右端面工件时，开始喷涂，假设从最上面第一个工件开始喷涂，自上而下完成全部工件喷涂。

通过水平检测确定各工件的相对位置的方法为：

设行车的行驶速度为v(m/s),当第一次检测到工件时作为时间原点开始计时，设检测到各工件的相对时间为Δt_i(i＝1,2,…,M)，则相对距离为：

ΔL_i＝v·Δt_i(i＝1,2,…,M) (1)

设第n个工件是最右边的工件，则Δt_n＝0，

计算

ΔL_m+1，m＝ΔL_m+1-ΔL_m(m＝1,2,…,M-1) (2)。

进一步的，所述的喷涂方式为：

(1)喷枪的初始位置与最右工件的右端面对齐，控制喷枪左移ΔL₁，自右向左喷涂，当喷枪左移距离L后，第一个工件喷涂完成；

(2)喷枪下移到第2个工件位置，水平移动ΔL_2，1，当ΔL_2，1>0时，左移，当ΔL_2，1<0时，右移，然后从左向右开始喷涂第二个工件，当喷枪右移距离L后，第2个工件喷涂完成。

(3)喷枪下移到第3个工件位置，水平移动ΔL_3，2，当ΔL_3，2>0时，左移，当ΔL_3，2<0时，右移，然后从右向左开始喷涂第三个工件，当喷枪右移距离L后，第三个工件喷涂完成；

……

(4)重复上述过程，直至喷涂完第M个工件。

本发明采用水平红外检测和垂直红外检测相结合的方法实现自动定位，水平检测过程在喷涂前进行，可避免长时间工作时，水平红外探头上被喷上涂料而影响检测；同时可节省涂料，又可保证喷涂质量。

附图说明

图1为自动上料后的工件；

图2为对应每个工件水平安装一对红外探头；

图3各工件右端相对距离；

其中：1-导轨；2-行车；3-传动链；4-竖直红外发射管；5-工件支架；6-竖直红外接收管；7-待喷工件；8-水平红外探头；a1-第一工件；a2-第二工件；a3-第三工件；a4-第四工件；a5-第五工件。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步说明。

矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位装置如图2和图3所示，包括行车2、传动链3、导轨1和工件支架5，行车2在传动链3的驱动下沿导轨1运动，传动链3由伺服电机驱动，在专用控制器的控制下，行车2以比较慢的恒定速度运行，从而可实现精确的位置控制。行车2上装有工件支架5，随行车2一起运动。通过自动上料装置可将若干个待喷工件7放置在工件支架5上。待喷工件7端部的上方安装有竖直红外发射管4，下方安装有竖直红外接收管6，对应每一个工件端部的前方水平安装一对红外探头8，如图2所示。当某个工件碰到红外线后，行车立即停止，开始对这个工件进行喷涂，喷涂过程中，喷枪从右向左移动，当喷枪移动工件长度L的距离后，该工件喷涂完成。这时控制器启动行车2右移，当其余工件的某一个碰到红外线时，行车2立即停止，对该工件从左向右喷涂，同样当喷枪移动工件长度L的距离后，该工件喷涂完成。这样一直进行下去，直到全部工件喷涂完为止。

由于喷枪沿水平方向对每个工件进行喷涂，当红外管水平安装时，长时间工作后，红外探头8上会喷上涂料而使检测失灵。为了解决这一问题，采用垂直检测与水平检测相结合的办法进行定位。

在自动上料后，喷涂开始前，对应每个工件，水平安装一对红外探头，对各待喷涂工件进行水平检测，如图3所示。这样可检测出各工件右端与最右边的工件的相对距离ΔL_i(i＝1,2,…,M),M为支架上待喷涂工件的个数，图中M＝5。设第n个工件是最右边的工件，则ΔL_n＝0。

设行车的行驶速度为v(m/s),行车由伺服电机驱动，行驶速度较慢，其速度可精确控制。当第一次检测到工件时作为时间原点开始计时，设检测到各工件的相对时间为Δt_i(i＝1,2,…,M)，则相对距离为：

ΔL_i＝v·Δt_i(i＝1,2,…,M) (1)

设第n个工件是最右边的工件，则Δt_n＝0。

计算

ΔL_m+1，m＝ΔL_m+1-ΔL_m(m＝1,2,…,M-1) (2)

在水平检测完成之后，在控制器控制下，由行车将工件传送到喷涂位置。在喷涂位置由一对上下安装的红外管进行垂直检测。当检测到最右端面工件时，开始喷涂，假设从最上面第一个工件开始喷涂，自上而下完成全部工件喷涂。具体步骤如下：

(1)控制喷枪左移ΔL₁，自右向左喷涂，当喷枪左移距离L后，第一工件a1喷涂完成。

(2)喷枪下移到第二工件a2位置，水平移动ΔL_2，1，当ΔL_2，1>0时，左移，当ΔL_2，1<0时，右移，然后从左向右开始喷涂第2个工件，当喷枪右移距离L后，第二工件a2喷涂完成。

(3)喷枪下移到第三工件a3位置，水平移动ΔL_3，2，当ΔL_3，2>0时，左移，当ΔL_3，2<0时，右移，然后从右向左开始喷涂第三工件a3，当喷枪右移距离L后，第三工件a3喷涂完成。

……

重复上述过程，直至喷涂完第M个工件。

Claims

1.一种矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位装置，包括行车(2)及与行车(2)连接的工件支架(5)，工件安装在工件支架(5)上，其特征在于工件前端的上方安装有垂直红外发射器(4)，下方安装有垂直红外接收器(6)，每个工件端部的前方水平安装水平红外探头(8)。

2.基于权利要求1所述的自动定位装置的一种矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位方法，其特征在于首先采用水平红外探头(8)检测，确定工件之间的相对距离ΔL，再进行垂直检测，当检测到最右端面工件时，开始喷涂，直至完成全部工件喷涂。

3.根据权利要求2所述的一种矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位方法，其特征在通过水平检测确定各工件的相对位置的方法为：

设行车的行驶速度为v(m/s)，当第一次检测到工件时作为时间原点开始计时，设检测到各工件的相对时间为Δt_i(i＝1，2，...，M)，则相对距离为：

ΔL_i＝v·Δt_i(i＝1，2，...，M) (1)

设第n个工件是最右边的工件，则Δt_n＝0，

计算

ΔL_m+1，m＝ΔL_m+1-ΔL_m (m＝1，2，...，M-1) (2)。

4.根据权利要求2所述的一种矿井液压支柱防腐喷涂的自动定位方法，其特征在于所述的喷涂方式为：

(2)喷枪下移到第二个工件位置，水平移动ΔL_2，1，当ΔL_2，1＞0时，左移，当ΔL_2，1＜0时，右移，然后从左向右开始喷涂第二个工件，当喷枪右移距离L后，第2个工件喷涂完成。

(3)喷枪下移到第三个工件位置，水平移动ΔL_3，2，当ΔL_3，2＞0时，左移，当ΔL_3，2＜0时，右移，然后从右向左开始喷涂第三个工件，当喷枪右移距离L后，第三个工件喷涂完成；

(4)重复上述过程，直至喷涂完第M个工件。