CN112474605A - 一种自动化激光清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化激光清洗系统，涉及激光清洗技术领域，其技术方案要点是：包括机架、传送模组以及激光器，所述激光器上设有激光清洗头，所述传送模组上设置有翻面机构，所述传送模组的出料端连接有循环输送线以及出料输送线，且所述传送模组的出料端处设有切换机构，所述循环输送线的出料端连接至传送模组的进料端上，所述出料输送线的出料端连接至工件收集处，所述切换机构上设置有检测待清洗工件清洗是否良品的检测装置，所述检测装置连接有控制器，所述切换机构与翻面机构均连接并受控于控制器上。本发明能够自动化切换待清洗零件清洗对位面，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果。

Description

一种自动化激光清洗系统

技术领域

本发明涉及激光清洗技术领域，更具体地说，它涉及一种自动化激光清洗系统。

背景技术

激光清洗具有无研磨、非接触和适用于各种材质的物体等清洗特点，是一种环保的清洗方式。

如授权公告号为CN209985912U，公告日为2020.01.24的中国专利公开了一种高效自动激光清洗设备，包括机架、激光器和用于传送待清洗零件的传送模组，传送模组安装于机架上，激光器安装于所述机架上，且激光器的激光清洗头正对于传送模组的传送路径设置以对经由传送模组传送的各待清洗零件的表面逐序进行激光清洗。

通过传送模组自动传送待清洗零件，从而逐序收到激光清洗头的激光束照射清洗，实现自动化对待清洗零件表面的激光清洗作业。但是清洗过程中，只能对待清洗零件的一个表面进行清洗，若要换面清洗只能人为手动转换待清洗零件放置传送模组上后与激光清洗头的对位面，导致自动化程度较弱，影响清洗效率。

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自动化激光清洗系统，能够自动化切换待清洗零件清洗对位面，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：

一种自动化激光清洗系统，包括机架、设于机架上的传送模组以及设于机架上的激光器，所述激光器上设有激光清洗头，所述传送模组上设置有用于给待清洗工件翻面的翻面机构，所述传送模组的出料端连接有循环输送线以及出料输送线，且所述传送模组的出料端处设有用于将其出料端在循环输送线和出料输送线之间切换对接的切换机构，所述循环输送线的出料端连接至传送模组的进料端上，所述出料输送线的出料端连接至工件收集处，所述切换机构上设置有检测待清洗工件清洗是否良品的检测装置，所述检测装置连接有控制器，所述切换机构与翻面机构均连接并受控于控制器上。

进一步设置：所述传送模组包括进料传送组以及送料传送组，所述进料传送组设于送料传送组上方，且所述进料传送组的出料端与送料传送组的进料端相对设置，所述翻面机构设于进料传送组与送料传送组之间。

进一步设置：所述进料传送组的出料端处设置有支撑架，所述支撑架上滑动设置有挡料块以及用于驱动挡料块伸入进料传送组内的气缸，所述挡料块的滑动方向与进料传送组的输送方向相互垂直，所述挡料块的顶部上滑动设有滑座以及用于驱动滑座沿挡料块顶部水平移动的丝杆驱动机构，所述滑座上安装有除尘滚刷，所述挡料块伸入进料传送组内时，所述除尘滚刷对位于工件的激光清洗表面。

进一步设置：所述翻面机构包括设于机架上的固定架、转动设于固定架上的转动杆以及设于转动杆上的翻面座，所述固定架上设置有用于驱动转动杆转动的旋转气缸，所述翻面座包括倾斜支撑面以及设于倾斜支撑面底部上的支撑沿，所述倾斜支撑面自进料传送组的出料端朝向送料传送组的进料端倾斜设置。

进一步设置：所述倾斜支撑面上设置有真空吸盘，所述翻面座内设置有容纳腔，所述容纳腔内设置有用于供真空吸盘真空吸附力的真空器，所述真空吸盘通过转动杆转动设置于翻面座上，且所述转动杆垂直于倾斜支撑面上设置，所述容纳腔内设置有用于驱动转动杆转动的步进马达，所述真空器与步进马达均连接并受控于控制器上设置。

进一步设置：所述支撑沿朝垂直于倾斜支撑面的方向滑动设置，且所述倾斜支撑面上开设有容纳槽，所述支撑沿滑动设于容纳槽上，且所述容纳槽设置有用于驱动支撑沿滑入或滑出容纳槽的推动件。

进一步设置：所述切换机构包括设于传送模组出料端处的第一分线与第二分线，连接第一分线与第二分线的连接片、固定于连接片上的摆动轴以及用于驱动摆动轴往复转动的驱动件，所述第一分线与第二分线的进料端相互平行，出料端分别对接于循环输送线与出料输送线，所述驱动件与摆动轴连接，且所述摆动轴往复摆动时，所述第一分线与第二分线的进料端交替对接于传送模组出料端上。

进一步设置：所述切换机构还包括底座，所述第一分线与第二分线均安装于底座上，且所述底座上设置有两个限位架，两所述限位架分别对位于连接片往复摆动的最大行程处，且所述连接片摆动至最大行程时，所述第一分线或第二分线的进料端对接于传送模组的出料端上。

进一步设置：所述检测装置包括图像采集器与反射率检测器，所述图像采集器用于采集清洗零件的表面图像，并根据其表面图像判断激光清洗质量，所述反射率检测器用于监测零件的激光清洗表面的光纤反射率。

进一步设置：所述传送模组对位于激光清洗头清洗作业处设置有用于将清洗产生的粉尘进行收集的抽尘装置。

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、通过设置的翻面机构，能够对送入传送模组的工件根据清洗需求进行翻面，从而自动切换待清洗零件的清洗表面，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果；

2、通过循环输送线以及出料输送线的配合，能够根据切换机构切换还未清洗干净的工件送至循环输送线上，以回流至传送模组中，经过翻面机构翻面后继续清洗，清洗完毕后，则控制切换机构将出料输送线与传送模组对接，从而将工件直接通过出料输送线送出，方便全面清洁工件，提高其清洗效果以及清洗效率；

3、通过检测装置与控制器的配合，方便自动化控制切换机构进行切换，并且自动化控制翻面机构进行翻面作业，提高自动化效果，具有提高其清洗效率的效果；

4、通过设置的挡料块，能够根据工件的清洗需求，依次进行放行，且挡料块挡料时，能够利用除尘滚刷对工件表面易清理的杂质进行初步清理，方便后续的激光清洗作业，实现自动化操作，并依次有序进行激光清洗，具有提高其清洗效率的效果；

5、通过设置的真空吸盘配合于步进马达，能够带动工件在翻面座上的转动，从而调整翻面的表面，以便于根据清洗需求进行调整使用，提高对工件换面的切换范围，具有提高清洗使用范围的效果；

6、通过推动件控制支撑沿移动，方便将支撑沿缩入容纳槽中，从而直接让工件经过倾斜支撑面滑下，即可不翻面输送，满足多种清洗使用需求。

附图说明

图1为自动化激光清洗系统的俯视方向上的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为切换机构、送料传送组、循环输送线与出料输出线的部分结构示意图；

图4为传送模组与翻面机构处的部分结构剖视示意图；

图5为图4中B处的放大示意图。

图中：1、机架；2、传送模组；21、进料传送组；211、支撑架；212、挡料块；213、移动气缸；214、滑座；215、丝杆驱动机构；216、除尘滚刷；22、送料传送组；3、激光器；4、激光清洗头；5、翻面机构；51、固定架；52、转动杆；53、翻面座；531、倾斜支撑面；5311、容纳槽；5312、推动件；532、支撑沿；533、真空吸盘；534、容纳腔；535、真空器；536、连接杆；537、步进马达；54、旋转气缸；6、循环输送线；7、出料输送线；8、切换机构；81、第一分线；82、第二分线；83、连接片；84、摆动轴；85、驱动件；86、底座；87、限位架；871、压力传感器；9、检测装置；91、图像采集器；92、反射率检测器；10、控制器；11、抽尘装置。

具体实施方式

参照图1至图5对自动化激光清洗系统做进一步说明。

一种自动化激光清洗系统，如图1所示，包括机架1、设于机架1上的传送模组2以及设于机架1上的激光器3，在激光器3上设有激光清洗头4，机架1上设有用于控制激光清洗头4移动的机械手，从而能够在待清洗工件上的进行清洗，清洗后利用传送模组2将工件进行输送。

如图1所示，在传送模组2的出料端连接有循环输送线6以及出料输送线7，且在传送模组2的出料端处设有用于将其出料端在循环输送线6和出料输送线7之间切换对接的切换机构8，循环输送线6的出料端连接至传送模组2的进料端上，所述出料输送线7的出料端连接至工件收集处。根据工件清洗需求，切换使用循环输送线6与出料输送线7进行对位，在工件需要进一步清洗时，利用切换机构8将循环输送线6与传送模组2对接，从而将工件通过循环输送线6自动循环送入传送模组2内进一步激光清洗；若工件清洗完成，则利用出料输送线7将工件送出收集，方便激光清洗的循环作业，保证工件清洗完成后送出。

如图1所示，进一步的，在切换机构8上设置有检测待清洗工件清洗是否良品的检测装置9，检测装置9连接有控制器10，切换机构8连接并受控于控制器10上，从而根据检测装置9检测工件，并将检测结果反馈至控制器10中，利用控制器10自动化控制切换机构8进行转换，方便自动化操作，提高效率。

如图1和图3所示，切换机构8包括底座86、设于传送模组2出料端处的第一分线81与第二分线82，连接第一分线81与第二分线82的连接片83、固定于连接片83上的摆动轴84以及用于驱动摆动轴84往复转动的驱动件85，其中，第一分线81与第二分线82均安装于底座86上，且第一分线81位于第二分线82上方，摆动轴84转动设于底座86上，通过摆动轴84的转动，能够利用连接片83带动第一分线81与第二分线82摆动，调整对位位置。第一分线81与第二分线82的进料端相互平行，出料端分别对接于循环输送线6与出料输送线7，驱动件85与摆动轴84连接，且摆动轴84往复摆动时，第一分线81与第二分线82的进料端交替对接于传送模组2出料端上，驱动件85设为驱动电机并受控于控制器10上，从而通过控制摆动轴84摆动，即可调整第一分线81与第二分线82进料端的对位位置，方便自动化控制。

如图1和图3所示，进一步的，底座86上设置有两个限位架87，两个限位架87分别对位于连接片83往复摆动的最大行程处，且连接片83摆动至最大行程时，第一分线81或第二分线82的进料端对接于传送模组2的出料端上，以便于利用限位架87限制连接片83摆动行程，在连接片83抵触于限位架87上，即可使得第一分线81与第二分线82调整到位，从而开启输送。其中，限位架87对位于连接片83抵触的位置处设有压力传感器871，压力传感器871与控制器10连接，第一分线81与第二分线82的启闭均受控于控制器10上，方便自动化启用第一分线81与第二分线82进行输送。

如图1所示，检测装置9包括图像采集器91与反射率检测器92，图像采集器91用于采集清洗零件的表面图像，并根据其表面图像判断激光清洗质量，反射率检测器92用于监测零件的激光清洗表面的光纤反射率，以分辨工件表面是否具有杂质，通过采用两种检测方式结合，提高对工件清洗质量检测的精度，从而便于控制器10发出对应的执行控制信号，自动控制切换机构8。其中，图像采集器91采用摄像机与计算机设备配合，通过摄像机拍摄工件表面图案后反馈至计算机上进行判断分析，计算机通过将该图案与干净的工件图案对比分析，即可快速判断清洗效果，从而结合反射率检测器92进一步检测，提高清洗效果判断精度，方便控制器10准确进行控制作业。

如图1所示，在传送模组2对位于激光清洗头4清洗作业处设置有用于将清洗产生的粉尘进行收集的抽尘装置11，以便于在激光清洗时实时处理杂质，保证激光清洗效果，并收集杂质。其中，传送模组2沿其输送方向位于待清洗工件的两侧均开设有排杂口，抽尘装置11对位于排杂口进行抽吸，以便于杂质集中收集清理，并提高除杂的全面性。

如图1所示，在传送模组2上设置有用于给待清洗工件翻面的翻面机构5，翻面机构5设于传送模组2远离激光清洗头4的位置，能够对经过激光清洗后的工件进行翻面，从而换面清洗。其中翻面机构5连接并受控于控制器10上，以便于自动化翻面，无需人为作业，提高清洗效率。

如图1和图4所示，进一步的，传送模组2包括进料传送组21以及送料传送组22，进料传送组21设于送料传送组22上方，且进料传送组21的出料端与送料传送组22的进料端相对设置，翻面机构5设于进料传送组21与送料传送组22之间，从而在进料传送组21向送料传送组22输送的过程中，由翻面机构5进行自动化翻面，方便自动化翻面作业。

如图1和图4所示，具体的，翻面机构5包括设于机架1上的固定架51、转动设于固定架51上的转动杆52以及设于转动杆52上的翻面座53，固定架51上设置有用于驱动转动杆52转动的旋转气缸54，翻面座53包括倾斜支撑面531以及设于倾斜支撑面531底部上的支撑沿532，倾斜支撑面531自进料传送组21的出料端朝向送料传送组22的进料端倾斜设置。通过翻面座53的倾斜支撑面531承接工件，并支撑于支撑沿532上，在翻面座53转动时，即可带动工件翻面并落在送料传送组22上送出。

如图4和图5所示，进一步的，在倾斜支撑面531上设置有真空吸盘533，翻面座53内设置有容纳腔534，容纳腔534内设置有用于供真空吸盘533真空吸附力的真空器535，真空吸盘533通过连接杆536转动设置于翻面座53上，且连接杆536垂直于倾斜支撑面531上设置，容纳腔534内设置有用于驱动连接杆536转动的步进马达537，真空器535与步进马达537均连接并受控于控制器10上设置。工件落入倾斜支撑面531上后，由真空吸盘533进行吸附，可通过步进马达537带动连接杆536转动，从而带动真空吸盘533转动，即可带动工件转动换面，方便配合翻面座53的转动切换至所需要的表面来落在送料传送组22上，提高工件表面换面放置范围，以便于自动化切换多个表面进行激光清洗，节省人工换面操作，提高清洗效率。

如图4和图5所示，进一步的，支撑沿532朝垂直于倾斜支撑面531的方向滑动设置，且倾斜支撑面531上开设有容纳槽5311，支撑沿532滑动设于容纳槽5311上，且容纳槽5311设置有用于驱动支撑沿532滑入或滑出容纳槽5311的推动件5312，推动件5312设置为推动气缸，方便快速控制支撑沿532推出或滑入容纳槽5311中。若工件无需翻面，则将支撑沿532缩入容纳槽5311中，并保持倾斜支撑面531固定倾斜设置，即可使得工件自然从进料传送组21过渡送至送料传送组22上，满足多种操作需求。

如图1和图2所示，在进料传送组21的出料端处设置有支撑架211，支撑架211上滑动设置有挡料块212以及用于驱动挡料块212伸入进料传送组21内的移动气缸213，挡料块212的滑动方向与进料传送组21的输送方向相互垂直，从而便于利用挡料块212阻挡工件，并使其对齐，方便工件准确落入翻面机构5中进行翻面。

如图1和图2所示，进一步的，挡料块212的顶部上滑动设有滑座214以及用于驱动滑座214沿挡料块212顶部水平移动的丝杆驱动机构215，滑座214的滑动方向与进料传送组21的输送方向相互垂直设置，从而可以从工件的一侧移动至另一侧。在滑座214上安装有除尘滚刷216，挡料块212伸入进料传送组21内时，除尘滚刷216对位于工件的激光清洗表面，使得滑座214移动的过程中，利用除尘滚刷216对工件表面上的灰尘杂质进行清洗，方便翻面以及后续的检测装置9检测的准确性。

工作原理：使用时，将工件放置于传送模组2的进料传送组21上，使其送至激光清洗头4的位置进行激光清洗。接着由进料传送组21将工件传送至进料传送组21的出料端，并受到挡料块212阻挡，使得工件对齐并利用挡料块212上的除尘滚刷216对工件进行一步除尘清理。然后移动挡料块212，使得工件落入翻面座53上，利用翻面座53上的支撑沿532支撑，并利用真空吸盘533将工件稳固吸附于翻面座53上，即可启用步进马达537控制真空吸盘533转动，使其转动至所需要切换清洗的表面来对位于进料传送组21上，从而能够通过控制翻面座53转动至垂直于送料传送组22上，即可将支撑沿532收入容纳槽5311内，利用重力将工件自然落下，即可使得工件换面。若要对工件进行翻面，则无需控制真空吸盘533转动，将翻面座53倾斜保持后，再使得工件落在翻面座53上并支撑于支撑沿532上，然后控制翻面座53转动一圈，即可带动工件翻面后通过重力自然落在送料传送组22上。工件换面后，利用送料传送组22将工件送至其出料端，控制切换机构8，使得第一分线81的进料端与送料传送组22的出料端对接，从而将工件送入第一分线81，由第一分线81送至循环输送线6上，从而循环送入传送模组2中进行换面后的激光清洗。循环上述步骤后，若工件清洗完毕，并经由检测装置9检测其清洗到位，即可控制切换机构8切换第二分线82与送料传送组22对位，即可通过第二分线82送至出料输送线7，由出料输送线7送出。

通过上述方案，本发明能够循环清洗，保证工件清洗到位后送出，提高激光清洗效果，并且能够根据清洗需求自动化切换待清洗零件清洗对位面，提高自动化效果，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)

1.一种自动化激光清洗系统，包括机架(1)、设于机架(1)上的传送模组(2)以及设于机架(1)上的激光器(3)，所述激光器(3)上设有激光清洗头(4)，其特征在于，所述传送模组(2)上设置有用于给待清洗工件翻面的翻面机构(5)，所述传送模组(2)的出料端连接有循环输送线(6)以及出料输送线(7)，且所述传送模组(2)的出料端处设有用于将其出料端在循环输送线(6)和出料输送线(7)之间切换对接的切换机构(8)，所述循环输送线(6)的出料端连接至传送模组(2)的进料端上，所述出料输送线(7)的出料端连接至工件收集处，所述切换机构(8)上设置有用于检测待清洗工件清洗是否良品的检测装置(9)，所述检测装置(9)连接有控制器(10)，所述切换机构(8)与翻面机构(5)均连接并受控于控制器(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述传送模组(2)包括进料传送组(21)以及送料传送组(22)，所述进料传送组(21)设于送料传送组(22)上方，且所述进料传送组(21)的出料端与送料传送组(22)的进料端相对设置，所述翻面机构(5)设于进料传送组(21)与送料传送组(22)之间。

3.根据权利要求2所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述进料传送组(21)的出料端处设置有支撑架(211)，所述支撑架(211)上滑动设置有挡料块(212)以及用于驱动挡料块(212)伸入进料传送组(21)内的移动气缸(213)，所述挡料块(212)的滑动方向与进料传送组(21)的输送方向相互垂直，所述挡料块(212)的顶部上滑动设有滑座(214)以及用于驱动滑座(214)沿挡料块(212)顶部水平移动的丝杆驱动机构(215)，所述滑座(214)上安装有除尘滚刷(216)，所述挡料块(212)伸入进料传送组(21)内时，所述除尘滚刷(216)对位于工件的激光清洗表面。

4.根据权利要求2所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述翻面机构(5)包括设于机架(1)上的固定架(51)、转动设于固定架(51)上的转动杆(52)以及设于转动杆(52)上的翻面座(53)，所述固定架(51)上设置有用于驱动转动杆(52)转动的旋转气缸(54)，所述翻面座(53)包括倾斜支撑面(531)以及设于倾斜支撑面(531)底部上的支撑沿(532)，所述倾斜支撑面(531)自进料传送组(21)的出料端朝向送料传送组(22)的进料端倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述倾斜支撑面(531)上设置有真空吸盘(533)，所述翻面座(53)内设置有容纳腔(534)，所述容纳腔(534)内设置有用于供真空吸盘(533)真空吸附力的真空器(535)，所述真空吸盘(533)通过连接杆(536)转动设置于翻面座(53)上，且所述连接杆(536)垂直于倾斜支撑面(531)上设置，所述容纳腔(534)内设置有用于驱动连接杆(536)转动的步进马达(537)，所述真空器(535)与步进马达(537)均连接并受控于控制器(10)上设置。

6.根据权利要求4所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述支撑沿(532)朝垂直于倾斜支撑面(531)的方向滑动设置，且所述倾斜支撑面(531)上开设有容纳槽(5311)，所述支撑沿(532)滑动设于容纳槽(5311)上，且所述容纳槽(5311)设置有用于驱动支撑沿(532)滑入或滑出容纳槽(5311)的推动件(5312)。

7.根据权利要求1所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述切换机构(8)包括设于传送模组(2)出料端处的第一分线(81)与第二分线(82)，连接第一分线(81)与第二分线(82)的连接片(83)、固定于连接片(83)上的摆动轴(84)以及用于驱动摆动轴(84)往复转动的驱动件(85)，所述第一分线(81)与第二分线(82)的进料端相互平行，出料端分别对接于循环输送线(6)与出料输送线(7)，所述驱动件(85)与摆动轴(84)连接，且所述摆动轴(84)往复摆动时，所述第一分线(81)与第二分线(82)的进料端交替对接于传送模组(2)出料端上。

8.根据权利要求7所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述切换机构(8)还包括底座(86)，所述第一分线(81)与第二分线(82)均安装于底座(86)上，且所述底座(86)上设置有两个限位架(87)，两所述限位架(87)分别对位于连接片(83)往复摆动的最大行程处，且所述连接片(83)摆动至最大行程时，所述第一分线(81)或第二分线(82)的进料端对接于传送模组(2)的出料端上。

9.根据权利要求1所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述检测装置(9)包括图像采集器(91)与反射率检测器(92)，所述图像采集器(91)用于采集清洗零件的表面图像，并根据其表面图像判断激光清洗质量，所述反射率检测器(92)用于监测零件的激光清洗表面的光纤反射率。

10.根据权利要求1所述的一种自动化激光清洗系统，其特征在于，所述传送模组(2)对位于激光清洗头(4)清洗作业处设置有用于将清洗产生的粉尘进行收集的抽尘装置(11)。

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