CN112936110B - 一种自动喷砂装置及喷砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够实现自动喷砂的装置及其喷砂方法。本发明提供的自动喷砂装置及喷砂方法能够提高操作的安全性，在实际喷砂除锈中，喷砂房内可实现无人操作，没有人员安全隐患；另外本发明提供的自动喷砂装置及喷砂方法效率高，除锈均匀，走位更准确，效果更好更均匀；再者发明提供的自动喷砂装置及喷砂方法可以采用24小时施工的办法，摆脱对人的技术熟练性、体力的影响，极大的提高了工作效率，并可降低人员劳动强度和人工成本，适于工业推广。

Description

一种自动喷砂装置及喷砂方法

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种自动喷砂装置及其喷砂方法。

背景技术

换热器管束一般是由一根一根的外径为25mm或19mm的无缝钢管组成，少则一两百跟，多则四五千根。在实际工作中，每一根管束都要在其两端管口进行喷砂除锈。现在主要采用人工喷砂的方式，逐根管进行喷砂除锈，主要存在这么几个方面的问题，一是不安全，高速高压气流带着石英砂从喷枪口射出，冲击力巨大，不小心喷到身上会造成伤害，直径较大的设备需要登高进行喷砂，喷砂过程中，砂房内能见度极低，有高空坠落的危险。二是人工劳动强度大，效率低，除锈不均匀。喷枪高速喷射出的气流喷到管口形成巨大的反作用力，需要紧握枪头才能进行喷砂，还要喷砂枪口对准较细管口并和每一根管口保持基本相同的距离，才能均匀和达到最佳的除锈效果，工人很容易疲劳，不能保持动作一致，除锈效果时好时坏，需要弥补，浪费时间。三是身体损害大，虽有除尘设备，也采取了劳动保护措施，但是不能杜绝粉尘对身体的伤害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种能够实现自动喷砂的装置，本发明还提供了利用上述自动喷砂装置喷砂的方法。

本发明提供了一种能够实现定位并自动喷砂的装置，它主要包括定位系统、喷砂系统、加砂系统、线路系统和控制系统。其中：

①定位系统包括定位器、定位器升降杆、定位器平行移动轨道；

②喷砂系统包括喷嘴、喷杆、喷杆传感器、喷管、喷杆升降杆、喷杆平行移动轨道，喷管中通有压缩空气；

③加砂系统包括密封砂罐、进砂口、出砂口、出砂控制阀、砂罐进气口、砂罐排气口、砂罐重量感受器、砂罐密封头，出砂口与喷管连接，砂罐进气口中通有压缩空气；

④控制系统包括控制器，用于统一调配各系统间的协调工作；

⑤线路系统包括定位器运动控制线路、定位器数据传输线路、喷杆运动控制线路、喷杆传感器数据传输线路、砂罐重量感受器数据传输线路:

a.定位器运动控制线路分别与定位器、定位器升降杆、定位器平行移动轨道以及控制器连接，控制器通过定位器运动控制线路的数据传递控制定位器在定位器升降杆和定位器平行移动轨道上的垂直和水平移动；

b.定位器数据传输线路分别与定位器以及控制器连接，定位器在采集工件的位置信息后，通过定位器数据传输线路将数据传递至控制器后确定喷砂的工作区域；

c.喷杆运动控制线路分别与喷杆、喷杆升降杆、喷杆平行移动轨道以及控制器连接，控制器通过喷杆运动控制线路的数据传递控制喷杆在喷杆升降杆、喷杆平行移动轨道的垂直和水平移动；

d.喷杆传感器数据传输线路分别与喷杆传感器和控制器连接，当喷杆传感器检测到喷杆堵塞时通过喷杆传感器数据传输线路数据传递至控制器；

e.砂罐重量感受器数据传输线路分别与砂罐重量感受器和控制器连接，砂罐重量感受器通过砂罐重量感受器数据传输线路将密封砂罐中砂的重量信息传输至控制器。

除此之外，自动喷砂装置还连接有空气压缩机，空气压缩机从压缩空气进气管将压缩控制打入自动喷砂装置内，在压缩空气压强的带动下实现出砂及喷砂工作。同样的，空气压缩机也可以分别将压缩空气打入密封砂罐和喷管中，进而在压缩空气压强的带动下实现出砂及喷砂工作。

在一些优选的实施例中，砂罐进气口上设置有砂罐进气管路和砂罐进气口气阀，喷管上设置有喷管气阀和喷管进气管路，砂罐进气管路和喷管进气管路三叉连接，并在三叉口的另一端设置有压缩空气进气管和压缩空气阀，压缩空气进气管与空气压缩机连接。

为了便于读取密封砂罐中的压力大小，砂罐进气管路上还可以设置有压力表。

进一步的，砂罐排气口上设置有砂罐排气阀，当需要打开密封砂罐时，打开砂罐排气阀可以实现罐内压强的恢复，进而便于密封砂罐的打开。

在一些光照不强的工作环境中，所述的自动喷砂装置还可以设置至少一个光源灯，用于辅助定位器清晰的获取工件的位置信息。

另外，定位器还可以设置一个保护装置，例如保护套等，用于保护定位器在喷砂时不被污染。当然，很容易理解的是，在定位器工作状态时(即确定喷砂区域时)，定位器是脱离了保护装置的保护的。

本发明还提供了一种利用上述任一项所述的自动喷砂装置进行喷砂的方法，其大致包括如下步骤：

①确定喷砂区域

将工件移至定位器前，由定位器、定位器升降杆、定位器平行移动轨道及控制器协同工作，确定定位器的最佳定位位置；定位器通常情况下能够通过定位系统确定工件的具体位置，进而将工件位置传输至控制器，在控制器的指挥作用下，通过水平移动和垂直定位，确定定位器的最佳定位位置，当然定位器的位置也可以根据具体情况人为的进行定位；

定位器在最佳定位位置对工件进行定位后，将数据经定位器数据传输线路传输至控制器，进而确定工件需要喷砂的区域和轨道；这不难理解，在实际工作中，无论是几十根管束还是几千根管束，只要的管的直径相同，管的排列方式相同(通常情况下排列方式是矩形、正方形、等腰/等边三角形)，这样每根管之间的距离是一样的，因此在获得工件的位置信息后，控制器可以根据管径的大小清晰的判断对喷砂的区域和轨道。

如果定位器外有保护装置时，在确定完喷砂区域后，保护装置可自动或人为将定位器保护起来。

②调整喷杆位置

控制器根据确定的喷砂区域和轨道，通过喷杆运动控制线路的数据传递及喷杆升降杆及喷杆平行移动轨道的协同工作，调整喷杆的位置；

③自动喷砂

关闭进砂口、砂罐排气阀，打开压缩空气阀、砂罐进气口气阀、喷管气阀、出砂控制阀，通入压缩空气，在压力的作用下，砂从密封砂罐通过出砂口进入喷管中，进入喷管中的砂在经由喷管气阀的压缩空气的带动下经由喷杆和喷嘴喷出。

当喷砂过程中喷杆传感器检测到喷嘴发生堵塞时，则通过喷杆传感器数据传输线路将数据传递给控制器，并发出警报。同时，控制器在获得喷嘴发生堵塞信息时，可自动的关闭压缩空气的进气阀门(即喷管气阀和砂罐进气口气阀)，暂停喷砂工作的进行。

当喷砂过程中，砂罐重量感受器感受到密封砂罐中的砂低于预设值时，则通过砂罐重量感受器数据传输线路将数据传递给控制器，并发出警报。

当控制器发出密封砂罐中的砂低于预设值警报时，控制器自动关闭压缩空气阀压缩空气阀、砂罐进气口气阀、喷管气阀、出砂控制阀，并打开砂罐排气阀，当密封砂罐的压力降为零时打开进砂口，可以外接自动加砂装置或者人为的向密封砂罐中加砂。

除此之外，本发明提供的自动喷砂装置还可以外接有空砂装置，所述的空砂装置为具有一定“斜坡”角度的支架，用于喷砂工作完成后，将工件一定角度倾斜，进而空除多余的砂液，便于工件更快的上干。

本发明提供的自动喷砂装置及喷砂方法能够提高操作的安全性，在实际喷砂除锈中，喷砂房内可实现无人操作，没有人员安全隐患；另外本发明提供的自动喷砂装置及喷砂方法效率高，除锈均匀，走位更准确，效果更好更均匀；再者发明提供的自动喷砂装置及喷砂方法可以采用24小时施工的办法，摆脱对人的技术熟练性、体力的影响，极大的提高了工作效率，并可降低人员劳动强度和人工成本，适于工业推广。

附图说明

图1为本发明提供的自动喷砂装置结构示意图；

图中：1-定位器；2-定位器升降杆；3-定位器平行移动轨道；4-喷嘴；5-喷杆；6-喷杆传感器；7-喷管；8-喷杆升降杆；9-喷杆平行移动轨道；10-喷管气阀；11-密封砂罐；12-进砂口；13-出砂口；14-出砂控制阀；15-砂罐进气口；16-砂罐排气口；17-砂罐重量感受器；18-砂罐密封头；19-定位器运动控制线路；20-定位器数据传输线路；21-喷杆运动控制线路；22-喷杆传感器数据传输线路；23-砂罐重量感受器数据传输线路；24-控制器；25-砂罐进气口气阀；26-砂罐进气管路；27-喷管进气管路；28-压缩空气进气管；29-压缩空气阀；30-砂罐排气阀；31-光源灯。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

参见图1，本实施例提供了一种自动喷砂装置，它主要包括定位系统、喷砂系统、加砂系统、线路系统和控制系统，其中：定位系统包括定位器1、定位器升降杆2、定位器平行移动轨道3；喷砂系统包括喷嘴4、喷杆5、喷杆传感器6、喷管7、喷杆升降杆8、喷杆平行移动轨道9，喷管7中通有压缩空气；加砂系统包括密封砂罐11、进砂口12、出砂口13、出砂控制阀14、砂罐进气口15、砂罐排气口16、砂罐重量感受器17、砂罐密封头18，出砂口13与喷管7连接，砂罐进气口15中通有压缩空气；控制系统包括控制器24，用于统一调配各系统间的协调工作；线路系统包括定位器运动控制线路19、定位器数据传输线路20、喷杆运动控制线路21、喷杆传感器数据传输线路22、砂罐重量感受器数据传输线路23，其中：定位器运动控制线路19分别与定位器1、定位器升降杆2、定位器平行移动轨道3以及控制器24连接，控制器24通过定位器运动控制线路19的数据传递控制定位器1在定位器升降杆2和定位器平行移动轨道3上的垂直和水平移动；定位器数据传输线路20分别与定位器1以及控制器24连接，定位器1在采集工件的位置信息后，通过定位器数据传输线路20将数据传递至控制器24后确定喷砂的工作区域；喷杆运动控制线路21分别与喷杆5、喷杆升降杆8、喷杆平行移动轨道9以及控制器24连接，控制器24通过喷杆运动控制线路21的数据传递控制喷杆5在喷杆升降杆8、喷杆平行移动轨道9的垂直和水平移动；喷杆传感器数据传输线路22分别与喷杆传感器6和控制器24连接，当喷杆传感器6检测到喷杆5堵塞时通过喷杆传感器数据传输线路22数据传递至控制器24；砂罐重量感受器数据传输线路23分别与砂罐重量感受器17和控制器24连接，砂罐重量感受器17通过砂罐重量感受器数据传输线路23将密封砂罐11中砂的重量信息传输至控制器24。

砂罐进气口15上设置有砂罐进气管路26和砂罐进气口气阀25，喷管7上设置有喷管气阀10和喷管进气管路27，砂罐进气管路26和喷管进气管路27三叉连接，并在三叉口的另一端设置有压缩空气进气管28和压缩空气阀29；砂罐进气管路26上还设置有压力表，用于读取密封砂罐11中的压力大小；并且本实施例提供的自动喷砂装置设置有一个光源灯31，用于辅助定位器清晰的获取工件的位置信息。

本实施例提供的自动喷砂装置外连接有空气压缩机，压缩空气进气管28与空气压缩机连接。

本实施例还提供了利用上述自动喷砂装置进行喷砂的方法，其大致包括如下步骤：

①确定喷砂区域

将工件移至定位器1前，由定位器1、定位器升降杆2、定位器平行移动轨道3及控制器24协同工作，确定定位器1的最佳定位位置；定位器1在最佳定位位置对工件进行定位后，将数据经定位器数据传输线路20传输至控制器24，进而确定工件需要喷砂的区域和轨道；

②调整喷杆位置

控制器24根据确定的喷砂区域，通过喷杆运动控制线路21的数据传递及喷杆升降杆8及喷杆平行移动轨道9的协同工作，调整喷杆5的位置；

③自动喷砂

关闭进砂口12、砂罐排气阀30，打开压缩空气阀29、砂罐进气口气阀25、喷管气阀10、出砂控制阀14，通入压缩空气，在压力的作用下，砂从密封砂罐11通过出砂口13进入喷管7中，进入喷管7中的砂在经由喷管气阀10的压缩空气的带动下经由喷杆5和喷嘴4喷出。

当喷砂过程中喷杆传感器6检测到喷嘴4发生堵塞，则通过喷杆传感器数据传输线路22将数据传递给控制器24，并发出警报。同时，控制器24在获得喷嘴发生堵塞信息时，自动的关闭压缩空气的进气阀门(即喷管气阀10和砂罐进气口气阀25)，暂停喷砂工作的进行。

当喷砂过程中，砂罐重量感受器17感受到密封砂罐11中的砂低于预设值时，则通过砂罐重量感受器数据传输线路23将数据传递给控制器24，并发出警报。当控制器24发出密封砂罐11中的砂低于预设值警报时，关闭压缩空气阀压缩空气阀29、砂罐进气口气阀25、喷管气阀10、出砂控制阀14，打开砂罐排气阀30，当密封砂罐11的压力降为零时打开进砂口12，自动或人为向密封砂罐11中加砂。

除此之外，本实施例提供的自动喷砂装置还可以外接有空砂装置，用于喷砂工作完成后，将工件一定角度倾斜，进而空除多余的砂液，便于工件更快的上干。

以上所述的实施例，其描述较为详细具体，但并不能理解为对本发明专利范围的限制。应当说明的是，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本构思的前提下，还可以做若干的变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动喷砂装置，其特征在于，所述的自动喷砂装置包括定位系统、喷砂系统、加砂系统、线路系统和控制系统；其中所述的定位系统包括定位器(1)、定位器升降杆(2)、定位器平行移动轨道(3)；所述的喷砂系统包括喷嘴(4)、喷杆(5)、喷杆传感器(6)、喷管(7)、喷杆升降杆(8)、喷杆平行移动轨道(9)，所述的喷管(7)中通有压缩空气；所述的加砂系统包括密封砂罐(11)、进砂口(12)、出砂口(13)、出砂控制阀(14)、砂罐进气口(15)、砂罐排气口(16)、砂罐重量感受器(17)、砂罐密封头(18)，所述的出砂口(13)与喷管(7)连接，所述的砂罐进气口(15)中通有压缩空气；所述的控制系统包括控制器(24)，所述的控制器(24)用于统一调配各系统间的协调工作；所述的线路系统包括定位器运动控制线路(19)、定位器数据传输线路(20)、喷杆运动控制线路(21)、喷杆传感器数据传输线路(22)、砂罐重量感受器数据传输线路(23)，其中所述的定位器运动控制线路(19)分别与定位器(1)、定位器升降杆(2)、定位器平行移动轨道(3)以及控制器(24)连接，控制器(24)通过定位器运动控制线路(19)的数据传递控制定位器(1)在定位器升降杆(2)和定位器平行移动轨道(3)上的垂直和水平移动；所述的定位器数据传输线路(20)分别与定位器(1)以及控制器(24)连接，定位器(1)在采集工件的位置信息后，通过定位器数据传输线路(20)将数据传递至控制器(24)后确定喷砂的工作区域；所述的喷杆运动控制线路(21)分别与喷杆(5)、喷杆升降杆(8)、喷杆平行移动轨道(9)以及控制器(24)连接，控制器(24)通过喷杆运动控制线路(21)的数据传递控制喷杆(5)在喷杆升降杆(8)、喷杆平行移动轨道(9)的垂直和水平移动；所述的喷杆传感器数据传输线路(22)分别与喷杆传感器(6)和控制器(24)连接，当喷杆传感器(6)检测到喷杆(5)堵塞时通过喷杆传感器数据传输线路(22)数据传递至控制器(24)；所述的砂罐重量感受器数据传输线路(23)分别与砂罐重量感受器(17)和控制器(24)连接，砂罐重量感受器(17)通过砂罐重量感受器数据传输线路(23)将密封砂罐(11)中砂的重量信息传输至控制器(24)。

2.根据权利要求1所述的自动喷砂装置，其特征在于，所述的自动喷砂装置还连接有空气压缩机。

3.根据权利要求1所述的自动喷砂装置，其特征在于，所述的砂罐进气口(15)上设置有砂罐进气管路(26)和砂罐进气口气阀(25)，所述的喷管(7)上设置有喷管气阀(10)和喷管进气管路(27)，所述的砂罐进气管路(26)和喷管进气管路(27)三叉连接，并在三叉口的另一端设置有压缩空气进气管(28)和压缩空气阀(29)，所述的压缩空气进气管(28)与空气压缩机连接。

4.根据权利要求3所述的自动喷砂装置，其特征在于，所述的砂罐进气管路(26)上还设置有压力表，用于读取密封砂罐(11)中的压力大小。

5.根据权利要求1所述的自动喷砂装置，其特征在于，所述的砂罐排气口(16)上设置有砂罐排气阀(30)。

6.根据权利要求1所述的自动喷砂装置，其特征在于，所述的自动喷砂装置还包括至少一个光源灯(31)，用于辅助定位器清晰的获取工件的位置信息；所述的定位器(1)外可设置有一个保护装置，用于喷砂状态时保护定位器(1)的洁净。

7.利用权利要求1-6任一项所述的自动喷砂装置进行喷砂的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

①确定喷砂区域

将工件移至定位器(1)前，由定位器(1)、定位器升降杆(2)、定位器平行移动轨道(3)及控制器(24)协同工作，确定定位器(1)的最佳定位位置；

定位器(1)在最佳定位位置对工件进行定位后，将数据经定位器数据传输线路(20)传输至控制器(24)，进而确定工件需要喷砂的区域和轨道；

②调整喷杆位置

控制器(24)根据确定的喷砂区域，通过喷杆运动控制线路(21)的数据传递及喷杆升降杆(8)及喷杆平行移动轨道(9)的协同工作，调整喷杆(5)的位置；

③自动喷砂

关闭进砂口(12)、砂罐排气阀(30)，打开压缩空气阀(29)、砂罐进气口气阀(25)、喷管气阀(10)、出砂控制阀(14)，通入压缩空气，在压力的作用下，砂从密封砂罐(11)通过出砂口(13)进入喷管(7)

中，进入喷管(7)中的砂在经由喷管气阀(10)的压缩空气的带动下经由喷杆(5)和喷嘴(4)喷出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当喷砂过程中喷杆传感器(6)检测到喷嘴(4)发生堵塞，则通过喷杆传感器数据传输线路(22)将数据传递给控制器(24)，并发出警报。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当喷砂过程中，砂罐重量感受器(17)感受到密封砂罐(11)中的砂低于预设值时，则通过砂罐重量感受器数据传输线路(23)将数据传递给控制器(24)，并发出警报。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当控制器(24)发出密封砂罐(11)中的砂低于预设值警报时，关闭压缩空气阀压缩空气阀(29)、砂罐进气口气阀(25)、喷管气阀(10)、出砂控制阀(14)，打开砂罐排气阀(30)，当密封砂罐(11)的压力降为零时打开进砂口(12)，自动或人为向密封砂罐(11)中加砂。

Images