CN111530847A - 一种固态co2清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态CO₂清洗系统，涉及干冰清洗技术领域，其技术方案要点是：包括干冰清洗机、清洗室、清洗质量监测装置以及参数控制模块，干冰清洗机包括主喷射头以及多个辅喷射头，清洗质量监测装置包括用于采集工件基材图像与实时采集清洗工件的图像信息的图像采集模块以及用于处理采集图像的图像处理模块，图像处理模块用于根据采集图像与基材图像对比判断其污物位置以及污染程度，参数控制模块与清洗质量监测装置以及干冰清洗机连接，且参数控制模块根据清洗质量监测装置反馈信息输出对应参数给干冰清洗机进行清洗。本发明能够对工件根据污染程度进行层次化清洗，实现智能化清洗，节省清洗损耗的资源，提高能源利用率。

Description

一种固态CO2清洗系统

技术领域

本发明涉及干冰清洗技术领域，更具体地说，它涉及一种固态CO₂清洗系统。

背景技术

干冰清洗机是清洗机的一种，干冰清洗方式已经在全球范围内得到迅猛的发展。干冰是固态的二氧化碳，在6250.5498千帕压力下，把二氧化碳冷凝成无色的液体，再在低压下迅速凝固而得到，其清洗系统通过高压空气将干冰清洗机的干冰粒喷射到需要清洗的工作表面，利用温差的物理反映使不同的物质在不同的收缩速度下产生脱离。当-78摄氏度的干冰粒接触到污垢表面后会产生脆化爆炸现象，从而使污垢收缩及松脱，随之干冰粒会瞬间气化并且膨胀800倍，产品强大的剥离力，将污垢快速，彻底的从物体表面脱落，从而达到快速、高效、安全、节能的清洗效果。

如授权公告号为CN205949415U，公告日为2017.02.15的中国专利公开了一种干冰清洗机，包括主控机箱、与主控机箱通过柔性的管路连接的喷射器，所述喷射器包括喷嘴、控制喷嘴启闭的阀门，所述喷嘴上设有激光笔，所述激光笔沿喷嘴长度方向发射有色激光。

现有的干冰清洗机，通过喷嘴对位于工件上，即可根据设定参数开始清洗，对工件反复清洗的过程中，工件逐渐清洁。但是现有的设备在清洗时一直以最初设定的参数喷射干冰进行清洗，无法根据工件清洗程度自适应进行调整，导致干冰损耗较大，浪费资源。

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固态CO₂清洗系统，能够实时根据工件清洗情况选择对应的干冰清洗参数，减少干冰损耗，具有提高资源利用率的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种固态CO₂清洗系统，包括干冰清洗机、设置于干冰清洗机上的清洗室、设置于清洗室内的清洗质量监测装置以及设置于干冰清洗机上的参数控制模块，所述干冰清洗机包括主喷射头以及多个喷射压力与喷射大小逐步递减的辅喷射头，所述清洗质量监测装置包括用于采集工件基材图像与实时采集清洗工件的图像信息的图像采集模块以及用于处理采集图像的图像处理模块，所述图像处理模块用于根据采集图像与基材图像对比判断其污物位置以及污染程度，所述参数控制模块与清洗质量监测装置以及干冰清洗机连接，且所述参数控制模块根据清洗质量监测装置反馈信息输出对应参数给干冰清洗机进行清洗。

进一步设置：所述干冰清洗机还包括多个干冰存放室，各个所述干冰存放室内的干冰颗粒大小不一，所述主喷射头与多个辅喷射头依干冰颗粒大小分别连接于多个干冰存放室内。

进一步设置：所述主喷射头与辅喷射头分别通过多个输送管连接于干冰清洗机上，多个所述输送管上均设置有流量阀以及压力调节阀，所述流量阀与压力调节阀均连接于参数控制模块上，由所述参数控制模块输出参数控制调整信号进行喷射流量与压力大小的调整。

进一步设置：多个所述辅助喷头的喷射压力与喷射大小呈等差数列减小。

进一步设置：所述干冰清洗机还包括移动座以及用于驱动移动座绕工件移动的驱动机构，所述主喷射头与辅喷射头均安装于移动座上。

进一步设置：所述图像采集模块包括设置于移动座上的观测光学镜头与成像模块，所述观测光学镜头用于拍摄工件表面影像并输送至成像模块上，所述成像模块用于将工件表面的影像转化为图像并发送至图像处理模块上。

进一步设置：所述驱动机构包括设置于干冰清洗机上的往复移动组件与升降组件，所述往复移动组件用于带动移动座在水平方向上往复移动，所述升降组件用于带动往复移动组件升降移动。

进一步设置：所述升降组件包括安装于干冰清洗机上的升降气缸以及与升降气缸连接的升降座，所述往复移动组件安装于升降座上。

进一步设置：所述往复移动组件包括对称安装于升降座底部的两个定位座、空转于两定位座之间的转动丝杆以及与转动丝杆连接的驱动电机，两所述定位座之间设置有朝水平方向延伸的导向杆，所述移动座滑动设置于导向杆上，所述转动丝杆穿设过移动座并与移动座螺纹连接。

进一步设置：所述驱动电机与升降气缸均信号连接于参数控制模块上。

通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比，具有以下优点：

1、通过设置的主喷射头与辅喷射头，能够根据清洗参数需求，选择对应喷射压力与喷射干冰大小的喷射头来对工件在清洗室内进行清洗，以便于选择合理的清洗参数，避免干冰损耗过大，具有提高资源利用率的效果；

2、通过图像采集模块实时采集工件清洗过程中的图像，并由图像处理模块处理分析工件的清洗程度，从而反馈至参数控制模块处，由参数控制模块实时切换对应清洗参数给干冰清洗机进行清洗，能够根据工件实时清洗情况选择对应的清洗参数，减少干冰损耗，具有提高资源利用率的效果；

3、通过设置的多个存放不同大小干冰颗粒的干冰存放室，便于根据工件清洗需求选择对应大小的干冰颗粒，合理使用干冰，具有提高资源利用率的效果；

4、通过驱动机构带动移动座移动，便于带动主喷射头与辅喷射头移动，从而根据工件清洗需求对位于工件清洗部位，以集中于工件污染处清洗，提高清洗效率并节省干冰使用量；

5、通过往复移动组件与升降组件的配合，能够带动移动座水平与竖直方向进行移动，便于调整喷射头的位置，具有提高清洗对位工件时的便捷性的效果。

附图说明

图1为固态CO₂清洗系统的结构示意图；

图2为固态CO₂清洗系统中参数控制模块、图像采集模块、图像处理模块与干冰清洗机的连接关系示意图；

图3为固态CO₂清洗系统中参数控制模块与各个器件的连接关系示意图；

图4为固态CO₂清洗系统中清洗室处的结构示意图。

图中：1、干冰清洗机；11、主喷射头；12、辅喷射头；13、干冰存放室；14、输出管；15、流量阀；16、压力调节阀；17、移动座；18、驱动机构； 181、往复移动组件；1811、定位座；1812、转动丝杆；1813、驱动电机；1814、导向杆；182、升降组件；1821、升降气缸；1822、升降座；2、清洗室；3、清洗质量监测装置；31、图像采集模块；311、观测光学镜头；312、成像模块；32、图像处理模块；4、参数控制模块。

具体实施方式

参照图1至图4对固态CO₂清洗系统做进一步说明。

一种固态CO₂清洗系统，如图1和图2所示，包括干冰清洗机1、设置于干冰清洗机1上的清洗室2、设置于清洗室2内的清洗质量监测装置3以及设置于干冰清洗机1上的参数控制模块4，参数控制模块4与清洗质量监测装置 3以及干冰清洗机1连接，参数控制模块4根据清洗质量监测装置3实时调整干冰清洗机1的清洗参数，以便于根据工件清洗状况调整干冰喷出量，节省能源。

如图1和图3所示，干冰清洗机1包括设置于清洗室2内的主喷射头11 以及多个喷射压力与喷射大小逐步递减的辅喷射头12，且主喷射头11与辅喷射头12分别通过多个输送管连接于干冰清洗机1上。在多个输送管上均设置有流量阀15以及压力调节阀16，流量阀15与压力调节阀16均连接于参数控制模块4上，由参数控制模块4输出参数控制调整信号进行喷射流量与压力大小的调整，以便于调整流量值与压力值，控制干冰喷射压力与喷射量。其中，多个辅喷射头12的喷射压力与喷射大小呈等差数列减小，在由主喷射头 11对工件清洗一遍后，逐次利用较低的辅喷射头12对工件进行清洗，以保证有效清洗的同时，节省干冰消耗，具有提高能源利用率的效果。

如图1所示，进一步的，干冰清洗机1还包括多个干冰存放室13，各个干冰存放室13内的干冰颗粒大小不一，主喷射头11与多个辅喷射头12依干冰颗粒大小分别连接于多个干冰存放室13内，从而便于提供不同大小的干冰颗粒进行清洗，满足多种清洗参数需求。

如图1所示，进一步的，干冰清洗机1还包括移动座17以及用于驱动移动座17绕工件移动的驱动机构18，主喷射头11与辅喷射头12均安装于移动座17上，使得主喷射头11与辅喷射头12能够同步移动，均能够对位于工件进行清洗。其中，驱动机构18包括设置于干冰清洗机1上的往复移动组件181 与升降组件182，往复移动组件181用于带动移动座17在水平方向上往复移动，升降组件182用于带动往复移动组件181升降移动，且往复移动组件181与升降组件182均与参数控制模块4连接，以便于智能化控制，提高效率。

如图1和图4所示，具体的，升降组件182包括安装于干冰清洗机1上的升降气缸1821以及与升降气缸1821连接的升降座1822，往复移动组件181 安装于升降座1822上，从而由升降气缸1821推动升降座1822升降，即可带动往复移动组件181与移动座17升降。

往复移动组件181包括对称安装于升降座1822底部的两个定位座1811、空转于两定位座1811之间的转动丝杆1812以及与转动丝杆1812连接的驱动电机1813，两个定位座1811之间固定设置有朝水平方向延伸的导向杆1814，移动座17沿导向杆1814延伸方向滑动设置于导向杆1814上，转动丝杆1812 穿设过移动座17并与移动座17螺纹连接，驱动电机1813的转动轴与转动丝杆1812连接，且驱动电机1813采用双向电机，能够带动转动丝杆1812正转或反转。通过驱动电机1813带动转动丝杆1812转动，即可带动移动座17进行水平方向的往复移动，以便于主喷射头11与辅喷射头12对位于工件上进行清洗，便于对不同工件进行清洗，并且满足不同参数的清洗要求。进一步的，驱动电机1815与升降气缸1821均受控于参数控制模块4上，便于自动化控制，提高效率。

如图2和图3所示，清洗质量监测装置3包括用于采集工件基材图像与实时采集清洗工件的图像信息的图像采集模块31以及用于处理采集图像的图像处理模块32，图像处理模块32用于根据采集图像与基材图像对比判断其污物位置以及污染程度，图像处理模块32判断后反馈信号至参数控制模块4上，由参数控制模块4根据清洗质量监测装置3反馈信息输出对应参数给干冰清洗机1进行清洗，以实现实时根据工件清洗情况选择对应的干冰清洗参数，减少干冰损耗，具有提高资源利用率的效果。

如图3和图4所示，具体的，图像采集模块31包括设置于移动座17上的观测光学镜头311以及与观测光学镜头311连接的成像模块312，观测光学镜头311用于拍摄工件表面影像并输送至成像模块312上，成像模块312用于将工件表面的影像转化为图像并发送至图像处理模块32上。为了便于观测光学镜头311拍摄工件，将观测光学镜头311设置于移动座17远离移动方向的一侧上，在移动座17带动主喷射头11与辅喷射头12进行喷射干冰清洗时，观测光学镜头311位于清洗路经的后端，能够随着喷射头清洗工件后再对工件表面进行摄像录影，一方面便于实时采集工件清洗时的外表面，另一方面相较于清洗时的拍摄更有利于图像采集，便于工件表面准确成像，提高辨识准确性。

如图3所示，图像处理模块32对成像图像进行处理，可选择具有数字图像处理功能的计算机。使用时，首先利用图像采集模块31对基材工件进行拍摄，得到工件基材图像，从而由图像处理模块32对基材图像的纹理和灰度值进行记录。然后图像采集模块31实时采集待清洗工件清洗过程中的清洗图像，一般在移动座17往复一次后采集一个清洗图像，由图像处理模块32对清洗图像的纹理和灰度值与基材图像进行对比。若对比结果为相似或相同则判定为基材，对该处就不需要再深度清洗，反馈信号至参数控制模块4上控制较小的辅喷射头12对工件再次清洗即可完成清洗，十分便捷并节约资源；若与基材相差较大则判定不为基材，表面工件未清洗干净，根据相差的纹理和灰度值大小比对判断工件污物的剩余厚度，从而反馈至参数控制模块4上，由参数控制模块4控制对应压力与喷射量大小的喷射头进行清洗，依次循环至工件清洗干净即止，实现智能化清洗，节省清洗损耗的资源，提高能源利用率。

如图3所示，参数控制模块4采用PLC控制器设置，便于自动化控制清洗进程，提高清洗效率。可在PLC控制器中设定对应于辅喷射头12数量的几组清洗参数，在图像处理模块32中对图像的对比差异设定对应的几组对比差值区间，对比差值区间与清洗参数一一对应，从而便于一一对应控制喷射头进行使用，便于对工件根据污染程度进行层次化清洗，实现智能化清洗，节省清洗损耗的资源，提高能源利用率。

工作原理：使用时，先利用图像采集模块31采集整洁工件的图像形成基材图像，随后将待清洗的工件放入清洗室2内清洗。首先利用主喷射头11对工件进行清洗，清洗过程中由图像采集模块31实时采集清洗效果并反馈至图像处理模块32中形成清洗图像，由图像处理模块32将清洗图像与基材图像对比，比对后反馈至参数控制模块4上，由参数控制模块4根据比对结果调整清洗参数，控制使用对应辅喷射头12进行清洗，并且调整流量阀15与压力调节阀16，控制流量值与压力值，以便于快速将工件清洗干净。通过上述方案，能够对工件根据污染程度进行层次化清洗，实现智能化清洗，节省清洗损耗的资源，提高能源利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，包括干冰清洗机(1)、设置于干冰清洗机(1)上的清洗室(2)、设置于清洗室(2)内的清洗质量监测装置(3)以及设置于干冰清洗机(1)上的参数控制模块(4)，所述干冰清洗机(1)包括主喷射头(11)以及多个喷射压力与喷射大小逐步递减的辅喷射头(12)，所述清洗质量监测装置(3)包括用于采集工件基材图像与实时采集清洗工件的图像信息的图像采集模块(31)以及用于处理采集图像的图像处理模块(32)，所述图像处理模块(32)用于根据采集图像与基材图像对比判断其污物位置以及污染程度，所述参数控制模块(4)与清洗质量监测装置(3)以及干冰清洗机(1)连接，且所述参数控制模块(4)根据清洗质量监测装置(3)反馈信息输出对应参数给干冰清洗机(1)进行清洗。

2.根据权利要求1所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述干冰清洗机(1)还包括多个干冰存放室(13)，各个所述干冰存放室(13)内的干冰颗粒大小不一，所述主喷射头(11)与多个辅喷射头(12)依干冰颗粒大小分别连接于多个干冰存放室(13)内。

3.根据权利要求2所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述主喷射头(11)与辅喷射头(12)分别通过多个输送管连接于干冰清洗机(1)上，多个所述输送管上均设置有流量阀(15)以及压力调节阀(16)，所述流量阀(15)与压力调节阀(16)均连接于参数控制模块(4)上，由所述参数控制模块(4)输出参数控制调整信号进行喷射流量与压力大小的调整。

4.根据权利要求1所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，多个所述辅喷射头(12)的喷射压力与喷射大小呈等差数列减小。

5.根据权利要求1所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述干冰清洗机(1)还包括移动座(17)以及用于驱动移动座(17)绕工件移动的驱动机构(18)，所述主喷射头(11)与辅喷射头(12)均安装于移动座(17)上。

6.根据权利要求5所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述图像采集模块(31)包括设置于移动座(17)上的观测光学镜头(311)与成像模块(312)，所述观测光学镜头(311)用于拍摄工件表面影像并输送至成像模块(312)上，所述成像模块(312)用于将工件表面的影像转化为图像并发送至图像处理模块(32)上。

7.根据权利要求5所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述驱动机构(18)包括设置于干冰清洗机(1)上的往复移动组件(181)与升降组件(182)，所述往复移动组件(181)用于带动移动座(17)在水平方向上往复移动，所述升降组件(182)用于带动往复移动组件(181)升降移动。

8.根据权利要求7所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述升降组件(182)包括安装于干冰清洗机(1)上的升降气缸(1821)以及与升降气缸(1821)连接的升降座(1822)，所述往复移动组件(181)安装于升降座(1822)上。

9.根据权利要求8所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述往复移动组件(181)包括对称安装于升降座(1822)底部的两个定位座(1811)、空转于两定位座(1811)之间的转动丝杆(1812)以及与转动丝杆(1812)连接的驱动电机(1813)，两所述定位座(1811)之间设置有朝水平方向延伸的导向杆(1814)，所述移动座(17)滑动设置于导向杆(1814)上，所述转动丝杆(1812)穿设过移动座(17)并与移动座(17)螺纹连接。

10.根据权利要求9所述的一种固态CO₂清洗系统，其特征在于，所述驱动电机(1815)与升降气缸(1821)均信号连接于参数控制模块(4)上。

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