CN113843717B - 热喷涂硬质涂层快速抛光装置及方法 - Google Patents

热喷涂硬质涂层快速抛光装置及方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置及方法，涉及水轮机零件加工技术领域，其包括热喷涂硬质涂层快速抛光装置，装置包括：用于对待抛光部件A的待处理面做抛光处理的喷砂抛光机构，还包括定位台以及超声抛光机构；所述定位台包括基座、适配部件A的夹具和轮转机构，所述轮转机构固定于基座且设有装载部位做环形移动，所述夹具固定于轮转机构的装载部位；所述喷砂抛光机构和超声抛光机构设置于基座且装载部位移动线路的两个不同位置贯通两者的抛光工区。本申请具有更好的适应水轮机部件抛光需求，提高抛光效率的效果。

Description

热喷涂硬质涂层快速抛光装置及方法
技术领域
本申请涉及水轮机零件加工技术领域，尤其是涉及一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置及方法。
背景技术
在工业领域，随着生产需求的不断增长，苛刻的要求和恶劣的工作环境使得相应设备过早损坏，以水轮机为例：水轮机喷嘴针阀实际运行约千小时后，磨损已经相当严重。
为减小磨损，当前有选择在部件表面覆盖涂层，但是轮机部件的表面，其光洁度一般要求Ra1.6或者0.8；然而，喷涂涂层一般是在Ra6.3-6.4，无法满足部件光洁度需求，需要再加工，而传统的碾磨、抛光装置相对不适用，因此本申请提出一种新的技术方案。
发明内容
为了更好的适应水轮机部件抛光需求，本申请提供一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置及方法，。
第一方面，本申请提供一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置，采用如下的技术方案：
一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置，包括：用于对待抛光部件A的待处理面做抛光处理的喷砂抛光机构，还包括：
定位台；以及，
超声抛光机构，其用于对喷砂抛光后的部件A做抛光处理；
其中，所述定位台包括基座、适配部件A的夹具和轮转机构，所述轮转机构固定于基座且设有装载部位做环形移动，所述夹具固定于轮转机构的装载部位；所述喷砂抛光机构和超声抛光机构设置于基座上且装载部位移动线路的两个不同位置贯通两者的抛光工区。
可选的，所述轮转机构包括带式输送单元、装载台以及辅助环轨，所述带式输送单元的输送线所在面横置，所述装载台为多个且分别固定于带式输送单元的传输带外带面，所述辅助环轨环绕带式输送单元的输送线设置，所述装载台与辅助环轨滑移连接且用于固定夹具。
可选的，所述夹具包括连接台和多爪卡盘，所述连接台可拆卸连接于装载台，所述多爪卡盘固定于连接台且中心轴线竖向。
可选的，所述连接台包括两个竖向分布且相互转动的分台板，位于下方的分台板内嵌设旋转马达，位于上方的分台板联动于旋转马达的输出轴。
可选的，所述旋转马达为电刷滑触轨道供电。
可选的，还包括有卡盘控制系统，所述卡盘控制系统包括：
锁合感应器，其设置于多爪卡盘的中心轴线位置且埋设于装载台，用于检测是否有部件A置于多爪卡盘内，并输出锁合触动信号；
卡盘电机，其固定于装载台且输出轴联动于多爪卡盘的小锥齿轮；
微控单元，其电信号连接于锁合感应器和卡盘电机，用于响应锁合触动信号并控制卡盘电机驱动多爪卡盘锁合部件A。
可选的，还包括粗糙度检测仪，所述粗糙度检测仪设置于基座且用于对超声抛光后的部件A做粗糙度检测，所述粗糙度检测仪的输出端连接有用户终端机。
可选的，所述基座上设置有伸缩单元，所述伸缩单元位于带式输送单元的外侧且伸缩单元的伸缩动作部连接粗糙度检测仪。
可选的，所述用户终端机无线连接于微控单元，且被配置为：当粗糙度检测仪输出的粗糙度检测值符合预设阈值，则发送卡盘张开触发信号至微控单元。
第二方面，本申请提供一种热喷涂硬质涂层快速抛光方法，采用如下的技术方案：
一种热喷涂硬质涂层快速抛光方法，采用如上所述的装置对部件A做抛光处理。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、可自动对待抛光的部件A做夹持和松开，自动输送部件A至抛光工区，并依次做喷砂抛光和超声抛光，从而一方面可降低喷砂抛光的选材；另一方面，还因为两种抛光处理可同步进行，所以可有效提高效率；
2、还可自动对抛光后的部件A做粗糙度检测，并将不符合粗糙度的部件A继续做抛光，所以使用更为便捷，且因为中间无重复上下料等，所以效率更高。
附图说明
图1是本申请的装置的整体结构示意图；
图2是本申请的装置的局部结构示意图；
图3是本申请的夹具的局部爆炸示意图；
图4是本申请的装置的系统框图示意。
附图标记说明：1、基座；2、夹具；21、连接台；211、分台板；212、旋转马达；22、多爪卡盘；3、轮转机构；31、带式输送单元；32、装载台；33、辅助环轨；4、卡盘控制系统；41、锁合感应器；42、卡盘电机；43、微控单元；5、粗糙度检测仪；6、用户终端机；7、伸缩单元；8、喷砂抛光机构；9、超声抛光机构。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例公开一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置。参照图1，热喷涂硬质涂层快速抛光装置包括定位台、喷砂抛光机构8以及超声抛光机构9。
其中，定位台包括基座1、夹具2和轮转机构3，基座1作为基础可为通过多个支脚立于地面的台板结构；夹具2适配待抛光的部件A，本实施例的部件A以针阀为例，且以其锥面为抛光面；轮转机构3固定于基座1上且设有装载部位在平面做环形移动，夹具2固定于轮转机构3的装载部位。喷砂抛光机构8和超声抛光机构9分别设置在装载部位移动线路上两个不同的点。
使用时，工作人员利用夹具2固定部件A，轮转机构3带动部件A依次移动至喷砂抛光机构8和超声抛光机构9的抛光工区做抛光处理，以加工出符合粗糙度要求的部件。
根据上述可知，相对过往工作人员人工搬移部件A做抛光处理，本装置相对更为便捷；同时，因为并非单一的做喷砂抛光，而是先通过喷砂抛光做粗处理，然后再通过超声抛光做细致处理，所以一方面可降低喷砂抛光的选材等，加快速率；另一方面，还因为两种抛光处理可同步进行，所以可有效提高效率。
上述喷砂抛光机构8包括罩壳和喷砂枪，其中喷砂枪选用目前市场上合适尺寸的抛光用喷砂机的喷砂枪即可；为防止砂石飞溅造成的污染，在基座1上固定罩壳，喷砂枪通过支架固定于罩壳的内壁且朝向预设的喷砂位；罩壳对称的两侧开口，以供轮转机构3的装载部位带动夹具2从中通过；罩壳的前侧安装玻璃窗供工作人员观察用，顶部安装吸尘管道等待做吸尘处理，而下部则开设出砂口，以便砂石收集；罩壳的两开口还可安装适配的通过气缸驱动的升降门，升降门在喷砂时落下，其他时间则升起；或侧口的上壁安装多个风口朝下的扇形喷头，通过风压限制砂石飞溅；或罩壳长度加大，减小砂石飞溅出罩壳几率。
上述超声抛光机构9，例如：日本UHT的某一型号，其操作部通过一支架安装于基座1上，且锉刀/超声工具头朝向预设的抛光位，以做抛光处理。
参照图1，为实现将部件A依次送至上述两抛光工区，轮转机构3具体包括带式输送单元31、装载台32以及辅助环轨33。
其中，带式输送单元31本实施例优选同步带结构，以保证本装置的加工精度。带式输送单元31包括主动轮、从动轮、同步带和电机，主动轮和从动轮对称分布且分别转动连接于基座1，同步带套设并联动两动轮，电机安装于基座1且输出轴通过减速机固定于主动轮。
在同步带的外带面固定有连接块，连接块通过螺栓与装载台32相互固定。辅助环轨33位于同步带外侧，且环绕其设置；装载台32的下部通过适配的滑块与辅助环轨33呈滑移连接；滑块的滑移面嵌设滚珠，以辅助滑移。
参照图2，夹具2包括连接台21和多爪卡盘22，其中，连接台21通过螺栓固定于装载台32，多爪卡盘22的中心轴线呈竖向设置且其下部外壁固定有底边，底边通过螺栓固定于连接台21，以将夹具2固定于装载台32。
使用时，部件A置于多爪卡盘22内，并通过转动多爪卡盘22的小锥齿轮即可使其卡爪相互配合夹持固定部件A。
进一步的，参照图3，连接台21包括两个竖向分布且可相互转动的分台板211，分台板211呈圆板状，位于下方的分台板211内嵌设安装有旋转马达212，旋转马达212的输出轴向上，位于上方的分台板211固定于旋转马达212的输出轴(或通过小型减速箱联动)；多爪卡盘22安装于上部的分台板211上。
使用时，旋转马达212开启，带动上部的分台板211转动，驱使部件A转动，以方便本装置对部件A的锥面做抛光处理。
考虑到布线设计的难度，旋转马达212设置为采用电刷滑触轨道供电，即在基座1上安装环绕辅助环轨33的导电轨道，在装载台32的下部安装用于将旋转马达212、导电轨道电连接的电刷；在装载台32移动时，电刷始终保持抵接导电轨道，以向旋转马达212输送电能。
参照图3和图4，为提高本装置的使用便捷性，对多爪卡盘22做以下改进：设置卡盘控制系统4，卡盘控制系统4包括锁合感应器41、卡盘电机42以及微控单元43。
其中，锁合感应器41可选择光电感应器或限位开关，其嵌设于位于上部的分台板211且位于卡盘的中心轴线上；锁合感应器41的输出端电信号连接微控单元43，微控单元43固定于卡盘电机42(如伺服电机)且与之电信号连接；卡盘电机42固定于位于上方的分台板211且输出轴通过联轴器和连杆同多爪卡盘22的小锥齿轮联动。
当部件A正确置于多爪卡盘22内，锁合感应器41被触发且输出锁合触动信号至微控单元43，微控单元43控制卡盘电机42转动预设行程，以使多爪卡盘22完成夹持动作，即本装置可自动完成夹持动作。
参照图4，为方便工作人员操控本装置，本装置还包括用户终端机6，用户终端机6可以是计算机/集成触控屏的PLC控制柜，其通过无线模块(如蓝牙)与配置对应通信模块的微控单元43连接；用户终端机6还通过对应的串口、驱动控制器或转换器电连接本装置的其他各个用电单元。
参照图2，本装置还包括粗糙度检测仪5；在基座1上固定一横向伸缩的气缸/电缸作为伸缩单元7，气缸的粗糙度检测仪5的检测头通过一支架与气缸的活塞杆固定且倾斜朝向预设的检测位。
当部件A移动至粗糙度检测仪5前方，伸缩单元7带动其检测头移动并抵触抛光面做检测。粗糙度检测仪5的输出端连接于用户终端机6，以方便用户对抛光效果做了解并响应。
为进一步提高本装置的使用便捷性，用户终端机6还配置为：当粗糙度检测仪5输出的粗糙度检测值符合预设阈值，则发送卡盘张开触发信号至微控单元43，即控制多爪卡盘22松开部件A，以方便对完成抛光的部件A做下料处理。
实施例2
本申请实施例公开一种热喷涂硬质涂层快速抛光方法。热喷涂硬质涂层快速抛光方法包括：
S1、移动部件A至多爪卡盘22内，并触动锁合感应器41，卡盘控制系统4控制多爪卡盘22对部件A夹持固定；
S2、通过轮转机构3移动部件A；
S3、通过喷砂抛光机构8对部件A做抛光处理；通过超声抛光机构9对部件A做抛光处理；
S4、对超声抛光处理后的部件A做检测；如果粗糙度检测仪5输出的粗糙度检测值符合预设阈值，卡盘控制系统4控制多爪卡盘22松开部件A等待下料；如果不符合预设阈值，则多爪卡盘22维持夹持状态，部件A再次移动至抛光工区做抛光处理。
综上所述，本申请可自动对待抛光的部件A做夹持和松开，可自动输送部件A至抛光工区，并依次做喷砂抛光和超声抛光，从而一方面可降低喷砂抛光的选材；另一方面，还因为两种抛光处理可同步进行，所以可有效提高效率；同时，本申请还可自动对抛光后的部件A做粗糙度检测，并将不符合粗糙度的部件A继续做抛光，所以使用更为便捷，且因为中间无重复上下料等，所以效率更高。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热喷涂硬质涂层快速抛光装置，包括用于对待抛光部件A的待处理面做抛光处理的喷砂抛光机构(8)，其特征在于，还包括：
定位台；以及，
超声抛光机构(9)，其用于对喷砂抛光后的部件A做抛光处理；
其中，所述定位台包括基座(1)、适配部件A的夹具(2)和轮转机构(3)，所述轮转机构(3)固定于基座(1)且设有做环形移动的装载部位，所述夹具(2)固定于轮转机构(3)的装载部位；所述喷砂抛光机构(8)和超声抛光机构(9)设置于基座(1)上且分别设置在装载部位移动线路上两个不同的点。
2.根据权利要求1所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：所述轮转机构(3)包括带式输送单元(31)、装载台(32)以及辅助环轨(33)，所述带式输送单元(31)的输送线所在面横置，所述装载台(32)为多个且分别固定于带式输送单元(31)的传输带外带面，所述辅助环轨(33)环绕带式输送单元(31)的输送线设置，所述装载台(32)与辅助环轨(33)滑移连接且用于固定夹具(2)。
3.根据权利要求2所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：所述夹具(2)包括连接台(21)和多爪卡盘(22)，所述连接台(21)可拆卸连接于装载台(32)，所述多爪卡盘(22)固定于连接台(21)且中心轴线竖向。
4.根据权利要求3所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：所述连接台(21)包括两个竖向分布且相互转动的分台板(211)，位于下方的分台板(211)内嵌设旋转马达(212)，位于上方的分台板(211)联动于旋转马达(212)的输出轴。
5.根据权利要求4所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：所述旋转马达(212)为电刷滑触轨道供电。
6.根据权利要求4所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：还包括有卡盘控制系统(4)，所述卡盘控制系统(4)包括：
锁合感应器(41)，其设置于多爪卡盘(22)的中心轴线位置且埋设于装载台(32)，用于检测是否有部件A置于多爪卡盘(22)内，并输出锁合触动信号；
卡盘电机(42)，其固定于装载台(32)且输出轴联动于多爪卡盘(22)的小锥齿轮；
微控单元(43)，其电信号连接于锁合感应器(41)和卡盘电机(42)，用于响应锁合触动信号并控制卡盘电机(42)驱动多爪卡盘(22)锁合部件A。
7.根据权利要求6所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：还包括粗糙度检测仪(5)，所述粗糙度检测仪(5)设置于基座(1)且用于对超声抛光后的部件A做粗糙度检测，所述粗糙度检测仪(5)的输出端连接有用户终端机(6)。
8.根据权利要求7所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：所述基座(1)上设置有伸缩单元(7)，所述伸缩单元(7)位于带式输送单元(31)的外侧且伸缩单元(7)的伸缩动作部连接粗糙度检测仪(5)。
9.根据权利要求7所述的热喷涂硬质涂层快速抛光装置，其特征在于：所述用户终端机(6)无线连接于微控单元(43)，且被配置为：当粗糙度检测仪(5)输出的粗糙度检测值符合预设阈值，则发送卡盘张开触发信号至微控单元(43)。
10.一种热喷涂硬质涂层快速抛光方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的装置对部件A做抛光处理。
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