CN112474604A - 一种全自动激光清洗平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动激光清洗平台，涉及激光清洗技术领域，其技术方案要点是：包括支撑架、三自由度旋转机构以及激光清洗头，所述激光清洗头下方设有输送装置，所述输送装置包括机架以及设于机架上的传送带，所述机架上设有升降台，所述升降台上安装有用于夹持工件的夹持机构，所述夹持机构包括安装于升降台上的固定架、设于固定架上的伸缩件、与伸缩件远离固定架一端连接的旋转件以及与旋转件连接的夹爪，所述夹爪包括相互垂直分布的水平夹爪与竖直夹爪，且所述水平夹爪与竖直夹爪分别运作。本发明能够自动化换面清洗，无需手动翻面，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果。

Description

一种全自动激光清洗平台

技术领域

本发明涉及激光清洗技术领域，更具体地说，它涉及一种全自动激光清洗平台。

背景技术

激光清洗是一种新兴的非接触性、安全环保的清洗方法，具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质等清洗特点，避免了传统清洗行业大量使用水溶性清洗剂对环境的排放污染问题，同时也避免了大量使用易燃易爆和有毒有害清洗剂对人体健康的危害和发生火灾安全的风险，符合绿色制造的要求。

如授权公告号为CN208098802U，公告日为2018.11.16的中国专利公开了一种全自动激光清洗平台，包括支撑架体及安装于支撑架体上的水平横向支撑机构、水平纵向支撑机构、垂直支撑机构、三自由度旋转机构，所述水平横向支撑机构包括两条横向滑轨及安装于横向滑轨上的横向传送机构；所述水平纵向支撑机构包括架设于两条横向滑轨之间、可沿横向滑轨移动的纵向滑轨及架安装于纵向滑轨上的纵向传送机构；所述垂直支撑机构包括架设于纵向滑轨上的垂直滑轨及安装于垂直滑轨上的垂直传送机构；所述垂直滑轨与纵向滑轨由可沿纵向方向、垂直方向移动的滑动件连接；所述三自由度旋转机构包括：X轴方向旋转机架及其夹持的X轴方向传动组件、Y轴方向旋转机架及其夹持的Y轴方向传动组件、内设轴承座的Z轴方向旋转机架及安装于Z轴方向旋转机架上的Z轴方向传动组件、安装于轴承座上的激光枪固定架。

通过将激光枪以可拆卸式搭载于三自由度旋转机构上，使用时实现六个自由度的动作能力，每个自由度的动作均由单独的电机控制，从而能够调整激光枪对位于角度，进行全方位清洗，但是只能对工件表露在外的表面进行清洗，对于工件放置于传送带上的表面便无法清洗，导致需要循环翻面后再次送入清洗平台上进行清洗，较为麻烦，降低清洗效率。

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全自动激光清洗平台，能够自动化换面清洗，无需手动翻面，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种全自动激光清洗平台，包括支撑架、设于支撑架上的三自由度旋转机构以及设于三自由度旋转机构上的激光清洗头，所述激光清洗头下方设有用于传输待清洗工件的输送装置，所述输送装置包括机架以及设于机架上的传送带，所述机架对位于激光清洗头的位置设有升降台，所述升降台上安装有用于夹持工件的夹持机构，所述夹持机构包括安装于升降台上的固定架、设于固定架上的伸缩件、与伸缩件远离固定架一端连接的旋转件以及与旋转件连接的夹爪，所述夹爪包括相互垂直分布的水平夹爪与竖直夹爪，且所述水平夹爪与竖直夹爪分别运作。

进一步设置：所述机架上安装有用于提供辅助激光清洗的辅助激光清洗头，所述辅助激光清洗头可沿横跨传送带方向移动设于机架上，且所述机架上设有用于驱动辅助激光清洗头移动的移动机构。

进一步设置：所述移动机构包括安装于机架上的延伸架以及安装于延伸架上的推动气缸，所述推动气缸的活塞杆连接有激光座，所述辅助激光清洗头安装于激光座上，且所述辅助激光清洗头的清洗端朝上设置。

进一步设置：所述激光座上设置用于驱动辅助激光清洗头摆动的摆动器。

进一步设置：还包括设于传送带两端的上料机械手与下料机械手，且所述上料机械手与下料机械手上均设置有除尘刷以及用于驱动除尘刷移动的直线移动滑台，所述除尘刷抵触于工件的外侧上设置。

进一步设置：所述上料机械手上设置有用于采集工件图像的图像采集模块，所述图像采集模块连接有控制器，所述三自由度旋转机构、激光清洗头、升降台以及夹持机构均连接并受控于控制器上。

进一步设置：所述激光清洗头上安装有用于实时监测工件清洗效果的监测装置，且所述监测装置与控制器信号连接。

进一步设置：所述升降台包括安装于机架上的升降气缸以及与升降气缸活塞杆连接的升降座，所述固定架安装于升降座上。

进一步设置：所述伸缩件设置为伸缩气缸，且所述伸缩气缸的活塞杆连接有安装座，所述旋转件安装于安装座上。

进一步设置：所述旋转件设置为旋转气缸，所述旋转气缸的旋转轴上设置有定位座，所述夹爪安装于定位座上。

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、通过升降台与夹持机构的配合，方便清洗时将工件从传送带上上移，并可以用旋转件对夹爪转动，即可调整工件对位于激光清洗头的对位面，能够自动化换面清洗，无需手动翻面，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果；

2、通过设置的水平夹爪与竖直夹爪的配合，能够切换在工件上的夹持部位，从而方便激光对工件的交替前夹持部的进行清洗，提高对工件清洗的全面性，提高清洗效果；

3、通过设置的辅助激光清洗头与移动机构，能够在工件受夹爪上移后，将辅助激光清洗头移动至与工件底部面对位，从而配合激光清洗头同步对工件的两个表面进行清洗，无需再次翻面清洗，换面时只需清理工件侧面即可，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果；

4、通过设置的上料机械手与下料机械手，方便自动化控制工件上下料，提高自动化效果，并且能够利用除尘刷与直线移动滑台的配合，对上下料的工件进行表面杂质清理，以便于更快的激光清洗以及工件清洗完成后的集中收集，提高激光清洗速率与清洗效果；

5、通过监测装置与图像采集模块的配合，方便实时判断工件清洗程度，以自动化控制激光进程，提高自动化效果，具有提高清洗效率的效果。

附图说明

图1为全自动激光清洗平台的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为输送装置隐藏上料机械手与下料机械手后的部分结构示意图；

图4为夹爪部分结构示意图。

图中：1、支撑架；2、三自由度旋转机构；3、激光清洗头；4、输送装置；41、机架；42、传送带；5、升降台；51、升降气缸；52、升降座；6、夹持机构；61、固定架；62、伸缩件；621、伸缩气缸；622、安装座；63、旋转件；631、旋转气缸；632、定位座；64、夹爪；641、水平夹爪；642、竖直夹爪；7、辅助激光清洗头；8、移动机构；81、延伸架；82、推动气缸； 83、激光座；84、摆动器；9、上料机械手；10、下料机械手；11、除尘刷；12、直线移动滑台；13、图像采集模块；14、控制器；15、监测装置。

具体实施方式

参照图1至图4对全自动激光清洗平台做进一步说明。

一种全自动激光清洗平台，如图1所示，包括支撑架1、设于支撑架1上的三自由度旋转机构2以及设于三自由度旋转机构2上的激光清洗头3，在激光清洗头3下方设有用于传输待清洗工件的输送装置4，输送装置4包括机架 41以及设于机架41上的传送带42，通过将待清洗工件放置于传送带42上，使其传送至激光清洗头3位置处，以便于利用三自由度旋转机构2自动带动激光清洗头3进行清洗作业。

如图1所示，在传送带42两端的机架41上分别设置有上料机械手9与下料机械手10，以便于自动化控制待清洗工件的上下料，提高自动化效果。其中，在上料机械手9上设置有用于采集工件图像的图像采集模块13，图像采集模块13连接有控制器14，三自由度旋转机构2与激光清洗头3均连接并受控于控制器14上，从而在上料机械手9夹持上料时，能够通过图像采集模块13来记录工件图像信息，以反馈至控制器14中，由控制器14确定激光清洗功率与清洗路劲，从而发送控制信号至三自由度旋转机构2与激光清洗头3 处使用，方便自动化进行激光清洗，提高清洗效率。其中，图像采集模块13 采用摄像机设置，以便于快速记录待清洗工件图像信息，提高操作使用的便捷性。

如图1所示，进一步的，在激光清洗头3上安装有用于实时监测工件清洗效果的监测装置15，且监测装置15与控制器14信号连接，以便于实时监测清洗作业，通过控制器14自动化控制激光清洗作业，方便全自动化清洗，提高清洗效率。其中，监测装置15通常选用图像采集设备实时采集工件图像，通过对照工件清洁后图案，进行辨认图像是否清洁到位。

如图1和图2所示，在上料机械手9与下料机械手10上均设置有除尘刷 11以及用于驱动除尘刷11移动的直线移动滑台12，除尘刷11抵触于工件的外侧上设置。其中，除尘刷11通过电机安装于直线移动滑台12上，以便于带动除尘刷11进行滚动，从而能够在上了机械手与下料机械手10夹取工件时，对其表面杂质进行清理。上料机械手9能够初步清理工件表面易脱落的杂质，以减少激光清洗频率与时间，方便更快的清洗工件，而下料机械手10 上的除尘刷11则是对经过激光清洗后的工件表面杂质进行清理，方便整洁工件，以便于后续工件的收集处理。

如图1和图3所示，在机架41对位于激光清洗头3的位置设有升降台5，升降台5上安装有用于夹持工件的夹持机构6，通过夹持机构6夹持工件，之后利用升降台5将夹持工件上移，从而方便工件翻转或直接对其底部进行激光清洗作业，方便全面清洗，无需再翻面后反复送至平台上进一步清洗，节省步骤，提高自动化清洗效果，提高清洗效率。其中，夹持机构6包括安装于升降台5上的固定架61、设于固定架61上的伸缩件62、与伸缩件62远离固定架61一端连接的旋转件63以及与旋转件63连接的夹爪64，通过伸缩件 62推动旋转件63与夹爪64向传送带42内移动，以便于使其靠近工件进行夹持使用，工件通过夹爪64夹持后，可利用旋转件63带动夹爪64转动来调整工件的待清洗表面，方便全面进行激光清洗，无需手动翻面，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果。

如图1和图3所示，具体的，升降台5包括安装于机架41上的升降气缸 51以及与升降气缸51活塞杆连接的升降座52，固定架61安装于升降座52 上，方便带动固定架61升降，从而带动伸缩件62与旋转件63升降。伸缩件 62设置为安装于固定架61上的伸缩气缸621，且伸缩气缸621的活塞杆连接有安装座622，旋转件63安装于安装座622，方便带动夹爪64靠近待清洗工件。旋转件63设置为旋转气缸631，旋转气缸631的旋转轴上设置有定位座 632，夹爪64安装于定位座632上，从而在夹爪64夹持工件后，方便带动工件与夹爪64进行旋转，以便于对工件换面清洗。

如图3和图4所示，夹爪64包括相互垂直分布的水平夹爪641与竖直夹爪642，且水平夹爪641与竖直夹爪642分别运作，并均连接并受控于控制器 14上，从而在需要旋转夹爪64时，可切换水平夹爪641与竖直夹爪642的使用，方便稳定转动工件，并且转动后可让位出原先的夹持位置，以供激光清洗头3进行清洗作业，从而形成水平夹爪641与竖直夹爪642的切换使用，在转动时让位出夹持位置，方便对工件全方位进行自动化激光清洗作业，提高清洗效率。

如图1和图3所示，进一步的，在机架41上安装有用于提供辅助激光清洗的辅助激光清洗头7，辅助激光清洗头7可沿横跨传送带42方向移动设于机架41上，且机架41上设有用于驱动辅助激光清洗头7移动的移动机构8，能够在工件被夹持机构6夹持并上升后，利用移动机构8带动辅助激光清洗头7送入传送带42内，使其对位于工件底部，从而配合于激光清洗头3，同步对工件的两表面进行激光清洗作业，提高清洗效率；若要对工件其他表面进行清洗，只需控制旋转件63带动其转动即可，使其他表面分别对位于激光清洗头3与辅助激光清洗头7，从而再进行同步的双面清洗作业，方便全面进行激光清洗作业，且自动化程度高，提高其清洗效率。

如图1和图3所示，移动机构8包括安装于机架41上的延伸架81以及安装于延伸架81上的推动气缸82，推动气缸82的活塞杆连接有激光座83，辅助激光清洗头7安装于激光座83上，且辅助激光清洗头7的清洗端朝上设置，方便控制辅助激光清洗头7移入或移出传送带42外，自动化程度高，提高清洗效率。其中，在激光座83上设置用于驱动辅助激光清洗头7摆动的摆动器84，摆动器84采用摆动电机与曲柄轴的配合，来控制辅助激光清洗头7 沿传送带42的传送方向摆动，从而方便全方位对工件进行清洗作业。

工作原理：使用时，利用上料机械手9将工件放置于传送带42上，且上料机械手9转移工件的过程中，利用图像采集模块13采集最初的待清洗工件的图像信息，以反馈至控制器14中记录，同时，通过直线移动滑台12带动除尘刷11移动，从而对工件表面易清理的杂质进行初步清理。接着工件随着传送带42的移动输送至激光清洗头3下方，此时，利用伸缩件62推动夹爪 64向工件靠近，并利用夹爪64夹持工件后，控制升降台5上升，并利用移动机构8带动辅助激光清洗头7移动至工件下方，从而可同时对工件顶部与底部进行激光清洗作业，提高激光清洗效率，无需翻面清洗。若需要清洗工件的其他表面，可通过旋转件63带动夹爪64转动，并切换水平夹爪641与竖直夹爪642，以切换对工件的夹持部位，方便全面对工件进行激光清洗作业。激光清洗后，工件放置于传送带42上送出，并通过下料机械手10取出，且在取出的过程中能够利用除尘刷11清理工件表面的灰尘杂质，方便工件集中收集，完成工件的清洗作业。通过上述方案，本发明自动化换面清洗，无需手动翻面，提高自动化效果，并且能够同步对工件的两个表面进行激光清洗，无需翻面清洗，具有提高其清洗效率的效果。

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)

1.一种全自动激光清洗平台，包括支撑架(1)、设于支撑架(1)上的三自由度旋转机构(2)以及设于三自由度旋转机构(2)上的激光清洗头(3)，其特征在于，所述激光清洗头(3)下方设有用于传输待清洗工件的输送装置(4)，所述输送装置(4)包括机架(41)以及设于机架(41)上的传送带(42)，所述机架(41)对位于激光清洗头(3)的位置设有升降台(5)，所述升降台(5)上安装有用于夹持工件的夹持机构(6)，所述夹持机构(6)包括安装于升降台(5)上的固定架(61)、设于固定架(61)上的伸缩件(62)、与伸缩件(62)远离固定架(61)一端连接的旋转件(63)以及与旋转件(63)连接的夹爪(64)，所述夹爪(64)包括相互垂直分布的水平夹爪(641)与竖直夹爪(642)，且所述水平夹爪(641)与竖直夹爪(642)分别运作。

2.根据权利要求1所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述机架(41)上安装有用于提供辅助激光清洗的辅助激光清洗头(7)，所述辅助激光清洗头(7)可沿横跨传送带(42)方向移动设于机架(41)上，且所述机架(41)上设有用于驱动辅助激光清洗头(7)移动的移动机构(8)。

3.根据权利要求2所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述移动机构(8)包括安装于机架(41)上的延伸架(81)以及安装于延伸架(81)上的推动气缸(82)，所述推动气缸(82)的活塞杆连接有激光座(83)，所述辅助激光清洗头(7)安装于激光座(83)上，且所述辅助激光清洗头(7)的清洗端朝上设置。

4.根据权利要求3所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述激光座(83)上设置用于驱动辅助激光清洗头(7)摆动的摆动器(84)。

5.根据权利要求1所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，还包括设于传送带(42)两端的上料机械手(9)与下料机械手(10)，且所述上料机械手(9)与下料机械手(10)上均设置有除尘刷(11)以及用于驱动除尘刷(11)移动的直线移动滑台(12)，所述除尘刷(11)抵触于工件的外侧上设置。

6.根据权利要求5所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述上料机械手(9)上设置有用于采集工件图像的图像采集模块(13)，所述图像采集模块(13)连接有控制器(14)，所述三自由度旋转机构(2)、激光清洗头(3)、升降台(5)以及夹持机构(6)均连接并受控于控制器(14)上。

7.根据权利要求6所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述激光清洗头(3)上安装有用于实时监测工件清洗效果的监测装置(15)，且所述监测装置(15)与控制器(14)信号连接。

8.根据权利要求1所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述升降台(5)包括安装于机架(41)上的升降气缸(51)以及与升降气缸(51)活塞杆连接的升降座(52)，所述固定架(61)安装于升降座(52)上。

9.根据权利要求1所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述伸缩件(62)设置为伸缩气缸(621)，且所述伸缩气缸(621)的活塞杆连接有安装座(622)，所述旋转件(63)安装于安装座(622)上。

10.根据权利要求1所述的一种全自动激光清洗平台，其特征在于，所述旋转件(63)设置为旋转气缸(631)，所述旋转气缸(631)的旋转轴上设置有定位座(632)，所述夹爪(64)安装于定位座(632)上。

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