CN112548869B - 一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法 - Google Patents

一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，包括：利用喷枪对基体钢材的表面进行喷砂处理；利用风选装置对喷料进行筛选并回收，将回收的喷料暂存于存储箱中；采集第一高度h1、第二高度h2；根据第一高度h1和第二高度h2，求解第一高度差Δh；根据第一高度差Δh和底面积S，求解在单位时间内存储箱内喷料增加的体积V；通过称重传感器实时采集单位时间内存储箱内喷料增加的质量m；根据质量m和体积V，求解在所述单位时间内喷料的密度ρ，当密度ρ达到预设密度区间时，停止对喷料的回收。在本发明中，有效避免回收循环的喷料粒度过小，而导致加工出来的基体钢材表面无法满足加工精度的问题；有效提高基体钢材表面的加工精度。

Description

一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法
技术领域
本发明涉及钢材加工技术领域，特别涉及一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法。
背景技术
钢材表面氧化的处理包括机械表面处理和化学表面处理；机械表面处理包括喷砂、抛丸、磨光、抛光、滚光、刷光等；化学表面处理主要是酸洗，即利用各种酸对其表面进行清洗。
喷砂是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程；采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需要处理的工件表面，使工件的外表面的外表或形状发生变化；工件涂镀、工件粘接前处理喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基础图式，而且通过调换不同粒度的磨料，大大提高工件与涂料、镀料的结合力。
喷砂时，需要对喷料进行回收利用，但喷料经过使用会产生磨损，磨损到一定程度，会导致所加工的物件表面无法满足加工精度的要求，进而影响后续加工质量。
发明内容
有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，旨在避免回收循环的喷料粒度过小，而导致加工出来的基体钢材表面无法满足加工精度的问题；有效提高基体钢材表面的加工精度。
为实现上述目的，本发明提供一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、利用喷枪对基体钢材的表面进行喷砂处理；所述喷枪采用压缩空气为动力，将喷料从砂罐中高速喷射到所述基体钢材的表面；所述压缩空气通过空压机提供；所述喷枪喷射所述喷料的流速为Q；所述喷料的起始粒度为da；所述喷料的起始质量为ma；所述喷料置于存储装置中；所述喷枪的喷射周期为T；
步骤S2、利用风选装置对所述喷料进行筛选并回收，将回收的所述喷料暂存于存储箱中；通过物料输送装置将所述喷料从所述存储箱中输送到所述砂罐中；所述存储箱的底面积为S；所述存储箱下安设有称重传感器；
步骤S3、实时采集第一时刻t1时所述存储箱内所述喷料的第一高度h1、采集第二时刻t2时所述存储箱内所述喷料的第二高度h2；其中，t2＞t1，h2＞h1，t2-t1＝Δt，所述Δt为单位时间；
步骤S4、根据所述第一高度h1和所述第二高度h2，求解所述单位时间Δt内所述喷料的第一高度差Δh；根据所述第一高度差Δh和所述存储箱的所述底面积S，求解在所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的体积V；其中，所述第一高度差Δh＝h2-h1，所述体积V＝S·Δh；
步骤S5、通过所述称重传感器实时采集所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的质量m；根据所述质量m和所述体积V，求解在所述单位时间内所述喷料的密度ρ，当所述密度ρ达到预设密度区间时，停止对所述喷料的回收；其中，所述密度
Figure GDA0003476328320000021
所述预设密度区间的最大值为：当所述喷料的粒度小于工作要求的最小粒度要求时，所述喷料的密度最小值ρmin。
在该技术方案中，通过求解在所述单位时间内所述喷料的密度ρ，当所述密度ρ达到预设密度区间时，停止对所述喷料的回收；其原理在于，在所述存储箱的所述底面积S一定的情况下，在所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的体积V随着所述第一高度差Δh的变化而变化，通过所述质量m和所述体积V，可以求得所述喷料在所述单位时间内的密度ρ，在喷砂的过程中，所述喷料会随着重复回收利用的次数增加不断磨损，使得所述喷料的粒度减小，从而所述喷料的密度减小，故而通过求解所述所述喷料的密度，即可得知所述喷料的粒度；通过本技术方案，在喷砂的喷料回收循环过程中，有效对喷料的粒度大小进行检测；有效避免喷料磨损过大，导致喷料粒度过小，进而导致加工出来的基体钢材表面无法满足加工精度的问题。
在一具体实施方式中，在所述步骤S5中：
以采样周期来检测所述单位时间内所述喷料的实时密度ρi，所述实时密度ρi用于评估所述喷料的实时粒度；所述i为所述实时密度的编号，所述i为正整数，以最新检测的所述实时密度为ρ0且越早检测到的密度数据编号越大；所述实时密度ρi为所述密度ρ；所述采样周期小于所述喷枪的所述喷射周期T的一半；
判断最近N个所述实时密度ρi的大小范围是否在预设区间内；响应于所述实时密度ρi的大小范围在所述预设区间内，判断所述实时密度ρi的波动性；其中，所述预设区间为：与所述密度相对应的所述预设密度区间；
求解最近N个数据的所述实时密度ρi的波动值E；其中，所述波动值
Figure GDA0003476328320000041
所述λ为数据均值求解的加权衰减系数，0.9≤λ＜1；所述j为所述Ej的编号，j≥0；
响应于所述波动值E小于波动阈值Eth，则停止对所述喷料的回收；其中，所述波动阈值Eth为预设值；所述波动值E为：与所述密度相对应的波动值；所述波动阈值Eth为：与所述密度相对应的波动阈值。
在一具体实施方式中，对所述基体钢材进行喷砂用的所述压缩空气经冷却装置和油水分离器处理。
在该技术方案中，所述压缩空气经冷却和油水分离处理，有效提高所述压缩空气的干燥度，有效降低所述压缩空气的油性。
在一具体实施方式中，所述方法还包括：在对所述基体钢材进行喷砂之前，对所述基体钢材进行检查，清除焊渣、飞溅等附着物，并清理表面油脂及可溶污物。
在一具体实施方式中，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述空压机的气压控制在6.0×105～6.0×105Pa。
在一具体实施方式中，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述喷枪的喷射方向与所述基体钢材的表面法线的夹角为15～30°。
本发明的有益效果是：在本发明中，通过求解在所述单位时间内所述喷料的密度ρ，当所述密度ρ达到预设密度区间时，停止对所述喷料的回收；其原理在于，在所述存储箱的所述底面积S一定的情况下，在所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的体积V随着所述第一高度差Δh的变化而变化，通过所述质量m和所述体积V，可以求得所述喷料在所述单位时间内的密度ρ，在喷砂的过程中，所述喷料会随着重复回收利用的次数增加不断磨损，使得所述喷料的粒度减小，从而所述喷料的密度减小，故而通过求解所述所述喷料的密度，即可得知所述喷料的粒度；通过本技术方案，在喷砂的喷料回收循环过程中，有效对喷料的粒度大小进行检测；有效避免喷料磨损过大，导致喷料粒度过小，进而导致加工出来的基体钢材表面无法满足加工精度的问题；有效提高基体钢材表面的加工精度。
附图说明
图1为一具体实施方式中一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法的流程框图；
图2为一具体实施方式中一种基于物联网的钢材表面去氧化层的系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，在本发明的第一实施例中，提供一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、利用喷枪对基体钢材的表面进行喷砂处理；所述喷枪采用压缩空气为动力，将喷料从砂罐中高速喷射到所述基体钢材的表面；所述压缩空气通过空压机提供；所述喷枪喷射所述喷料的流速为Q；所述喷料的起始粒度为da；所述喷料的起始质量为ma；所述喷料置于存储装置中；所述喷枪的喷射周期为T；
步骤S2、利用风选装置对所述喷料进行筛选并回收，将回收的所述喷料暂存于存储箱中；通过物料输送装置将所述喷料从所述存储箱中输送到所述砂罐中；所述存储箱的底面积为S；所述存储箱下安设有称重传感器；
步骤S3、实时采集第一时刻t1时所述存储箱内所述喷料的第一高度h1、采集第二时刻t2时所述存储箱内所述喷料的第二高度h2；其中，t2＞t1，h2＞h1，t2-t1＝Δt，所述Δt为单位时间；
步骤S4、根据所述第一高度h1和所述第二高度h2，求解所述单位时间Δt内所述喷料的第一高度差Δh；根据所述第一高度差Δh和所述存储箱的所述底面积S，求解在所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的体积V；其中，所述第一高度差Δh＝h2-h1，所述体积V＝S·Δh；
步骤S5、通过所述称重传感器实时采集所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的质量m；根据所述质量m和所述体积V，求解在所述单位时间内所述喷料的密度ρ，当所述密度ρ达到预设密度区间时，停止对所述喷料的回收；其中，所述密度
Figure GDA0003476328320000061
所述预设密度区间的最大值为：当所述喷料的粒度小于工作要求的最小粒度要求时，所述喷料的密度最小值ρmin。
在本实施例中，在所述步骤S5中：
以采样周期来检测所述单位时间内所述喷料的实时密度ρi，所述实时密度ρi用于评估所述喷料的实时粒度；所述i为所述实时密度的编号，所述i为正整数，以最新检测的所述实时密度为ρ0且越早检测到的密度数据编号越大；所述实时密度ρi为所述密度ρ；所述采样周期小于所述喷枪的所述喷射周期T的一半；
判断最近N个所述实时密度ρi的大小范围是否在预设区间内；响应于所述实时密度ρi的大小范围在所述预设区间内，判断所述实时密度ρi的波动性；其中，所述预设区间为：与所述密度相对应的所述预设密度区间；
求解最近N个数据的所述实时密度ρi的波动值E；其中，所述波动值
Figure GDA0003476328320000071
所述λ为数据均值求解的加权衰减系数，0.9≤λ＜1；所述j为所述Ej的编号，j≥0；
响应于所述波动值E小于波动阈值Eth，则停止对所述喷料的回收；其中，所述波动阈值Eth为预设值；所述波动值E为：与所述密度相对应的波动值；所述波动阈值Eth为：与所述密度相对应的波动阈值。
在本实施例中，对所述基体钢材进行喷砂用的所述压缩空气经冷却装置和油水分离器处理。
在本实施例中，所述方法还包括：在对所述基体钢材进行喷砂之前，对所述基体钢材进行检查，清除焊渣、飞溅等附着物，并清理表面油脂及可溶污物。
在本实施例中，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述空压机的气压控制在6.0×105～6.0×105Pa。
在本实施例中，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述喷枪的喷射方向与所述基体钢材的表面法线的夹角为15～30°。
如图2所示，在本发明的第二实施例中，提供一种基于物联网的钢材表面去氧化层的系统，所述系统包括：
主控制器100，用于控制加工设备对基体钢材表面去氧化层；
服务器200，用于管理钢材表面去氧化层的加工数据；
数据获取终端，用于终端获取所述钢材表面去氧化层的加工的原始数据；
喷枪、砂罐、空压机、风选装置、存储箱、物料输送装置、称重传感器；
所述服务器200与所述数据获取终端通信连接；所述主控制器100与所述服务器200通信连接；
所述主控制器100包括第一控制模块101、第二控制模块102以及第三控制模块103；
所述数据获取终端包括第一数据采集模块和第二数据采集模块；
所述服务器200包括高度差求解模块210、体积求解模块220以及密度求解模块230；
所述第一控制模块101，用于控制所述喷枪对所述基体钢材的表面进行喷砂处理；所述喷枪采用压缩空气为动力，将喷料从所述砂罐中高速喷射到所述基体钢材的表面；所述压缩空气通过所述空压机提供；所述喷枪喷射所述喷料的流速为Q；所述喷料的起始粒度为da；所述喷料的起始质量为ma；所述喷料置于存储装置中；所述喷枪的喷射周期为T；
所述第二控制模块102，用于控制所述风选装置对所述喷料进行筛选并回收，将回收的所述喷料暂存于所述存储箱中；所述存储箱的底面积为S；所述存储箱下安设有称重传感器；
所述第三控制模块103，用于控制所述物料输送装置将所述喷料从所述存储箱中输送到所述砂罐中；
所述第一数据采集模块，用于实时采集第一时刻t1时所述存储箱内所述喷料的第一高度h1、采集第二时刻t2时所述存储箱内所述喷料的第二高度h2；其中，t2＞t1，h2＞h1，t2-t1＝Δt，所述Δt为单位时间；
所述第二数据采集模块，用于通过所述称重传感器实时采集所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的质量m；
所述高度差求解模块210，用于根据所述第一高度h1和所述第二高度h2，求解所述单位时间Δt内所述喷料的第一高度差Δh；其中，所述第一高度差Δh＝h2-h1；
所述体积求解模块220，用于根据所述第一高度差Δh和所述存储箱的所述底面积S，求解在所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的体积V；其中，所述体积V＝S·Δh；
所述密度求解模块230，用于根据所述质量m和所述体积V，求解在所述单位时间内所述喷料的密度ρ；当所述密度ρ达到预设密度区间时，停止对所述喷料的回收；其中，所述密度
Figure GDA0003476328320000091
所述预设密度区间的最大值为：当所述喷料的粒度小于工作要求的最小粒度要求时，所述喷料的密度最小值ρmin。
在本实施例中，所述密度求解模块230具体包括：
第一数据采集单元221，用于以采样周期来检测所述单位时间内所述喷料的实时密度ρi，所述实时密度ρi用于评估所述喷料的实时粒度；所述i为所述实时密度的编号，所述i为正整数，以最新检测的所述实时密度为ρ0且越早检测到的密度数据编号越大；所述实时密度ρi为所述密度ρ；所述采样周期小于所述喷枪的所述喷射周期T的一半；
第一区间判断单元232，用于判断最近N个所述实时密度ρi的大小范围是否在预设区间内；响应于所述实时密度ρi的大小范围在所述预设区间内，判断所述实时密度ρi的波动性；其中，所述预设区间为：与所述密度相对应的所述预设密度区间；
第一波动判断单元233，用于求解最近N个数据的所述实时密度ρi的波动值E；其中，所述波动值
Figure GDA0003476328320000092
所述λ为数据均值求解的加权衰减系数，0.9≤λ＜1；所述j为所述Ej的编号，j≥0；
第一波动响应单元234，用于响应于所述波动值E小于波动阈值Eth，则停止对所述喷料的回收；其中，所述波动阈值Eth为预设值；所述波动值E为：与所述密度相对应的波动值；所述波动阈值Eth为：与所述密度相对应的波动阈值。
在本实施例中，对所述基体钢材进行喷砂用的所述压缩空气经冷却装置和油水分离器处理。
在本实施例中，在对所述基体钢材进行喷砂之前，对所述基体钢材进行检查，清除焊渣、飞溅等附着物，并清理表面油脂及可溶污物。
在本实施例中，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述空压机的气压控制在6.0×105～6.0×105Pa。
在本实施例中，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述喷枪的喷射方向与所述基体钢材的表面法线的夹角为15～30°。
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、利用喷枪对基体钢材的表面进行喷砂处理；所述喷枪采用压缩空气为动力，将喷料从砂罐中高速喷射到所述基体钢材的表面；所述压缩空气通过空压机提供；所述喷枪喷射所述喷料的流速为Q；所述喷料的起始粒度为da；所述喷料的起始质量为ma；所述喷料置于存储装置中；所述喷枪的喷射周期为T；
步骤S2、利用风选装置对所述喷料进行筛选并回收，将回收的所述喷料暂存于存储箱中；通过物料输送装置将所述喷料从所述存储箱中输送到所述砂罐中；所述存储箱的底面积为S；所述存储箱下安设有称重传感器；
步骤S3、实时采集第一时刻t1时所述存储箱内所述喷料的第一高度h1、采集第二时刻t2时所述存储箱内所述喷料的第二高度h2；其中，t2＞t1，h2＞h1，t2-t1＝Δt，Δt为单位时间；
步骤S4、根据所述第一高度h1和所述第二高度h2，求解所述单位时间Δt内所述喷料的第一高度差Δh；根据所述第一高度差Δh和所述存储箱的所述底面积S，求解在所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的体积V；其中，所述第一高度差Δh＝h2-h1，所述体积V＝S·Δh；
步骤S5、通过所述称重传感器实时采集所述单位时间内所述存储箱内所述喷料增加的质量m；根据所述质量m和所述体积V，求解在所述单位时间内所述喷料的密度ρ，当所述密度ρ达到预设密度区间时，停止对所述喷料的回收；其中，所述密度
Figure FDA0003524146820000021
所述预设密度区间的最大值为：当所述喷料的粒度小于工作要求的最小粒度要求时，所述喷料的密度最小值ρmin；
在所述步骤S5中：
以采样周期来检测所述单位时间内所述喷料的实时密度ρi，所述实时密度ρi用于评估所述喷料的实时粒度；i为所述实时密度的编号，所述i为大于0的整数，以最新检测的所述实时密度为ρ0且越早检测到的密度数据编号越大；所述实时密度ρi为所述密度ρ；所述采样周期小于所述喷枪的所述喷射周期T的一半；
判断最近N个所述实时密度ρi的大小范围是否在预设区间内；响应于所述实时密度ρi的大小范围在所述预设区间内，判断所述实时密度ρi的波动性；其中，所述预设区间为：与所述密度相对应的所述预设密度区间；
求解最近N个数据的所述实时密度ρi的波动值E；其中，所述波动值
Figure FDA0003524146820000022
λ为数据均值求解的加权衰减系数，0.9≤λ＜1；j为Ej的编号，j≥0；
响应于所述波动值E小于波动阈值Eth，则停止对所述喷料的回收；其中，所述波动阈值Eth为预设值；所述波动值E为：与所述密度相对应的波动值；所述波动阈值Eth为：与所述密度相对应的波动阈值。
2.如权利要求1所述的一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，其特征在于，对所述基体钢材进行喷砂用的所述压缩空气经冷却装置和油水分离器处理。
3.如权利要求1所述的一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，其特征在于，所述方法还包括：在对所述基体钢材进行喷砂之前，对所述基体钢材进行检查，清除焊渣、飞溅等附着物，并清理表面油脂及可溶污物。
4.如权利要求1所述的一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，其特征在于，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述空压机的气压控制在6.0×105Pa。
5.如权利要求1所述的一种钢材表面去氧化层用的喷料循环的方法，其特征在于，在对所述基体钢材进行喷砂时，所述喷枪的喷射方向与所述基体钢材的表面法线的夹角为15～30°。
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