CN113909222A - 一种液压支架油缸激光清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种液压支架油缸激光清洗设备，包括：自动化控制系统、检测识别系统、激光清洗系统、散热系统和除尘系统；液压支架油缸安装于自动化控制系统上，激光清洗系统安装于自动化控制系统上，自动化控制系统能够为激光清洗系统提供三个维度的调节运动、并能够为液压支架油缸提供旋转调节运动，检测识别系统安装于自动化控制系统上，并能够对激光清洗系统的清洗质量进行检测，所述散热系统连接于激光清洗系统，除尘系统安装于自动化控制系统上，并能够对激光清洗进行除尘处理。本发明集成了自动化控制系统、检测识别系统和激光清洗系统，解决了现有油缸密封面和缸内高粗糙度需求下油缸清洗难度大的问题。
Description
技术领域
本发明属于液压支架清洗技术领域，具体涉及一种液压支架油缸激光清洗设备。
背景技术
液压油缸是液压支架稳定运行生产的关键部件，其清洗一般可分为检维修拆解后清洗和生产过程中清洗，液压支架在井下使用过程中，油缸、活柱内部会粘结聚集大量煤泥、粉尘、污垢等，且油缸部件在生产与再制造过程中，油缸表面也会生成毛刺、切屑、灰尘、焊渣和油污等污染物，而为了使油缸能够更稳定的工作，并且保证后需工序质量，都需要将这些污物清洗干净。而现阶段，液压油缸密封普遍采用高端组合密封，对组装条件要求较高，同时支架普遍采用液控先导或电液先导控制技术，对缸体的清洁度要求更高。而对于缸内最原始的方法是用刷子或高压水枪清洗，有的立柱缸径大、缸筒长、污垢多，人工难以清洗，致使维修效率低下，而对于密封区，由于其高粗糙度要求，不能伤及基材表面，只能用抹布和软毛刷进行清洁，不仅工人劳动强度大、工作效率低，而且清理效果差，直接影响制造质量。
发明内容
针对上述技术问题，解决现有油缸清洗工艺的不足，本发明的目的在于提出一种液压支架油缸激光清洗设备，创新的集成了自动化控制系统、检测识别系统和激光清洗系统，解决了现有油缸密封面和缸内高粗糙度需求的情况下，油缸清洗难度大的问题，克服了现有清洗工艺效率低下、清洗效果不达标、人工劳动强度大等问题，且所述设备操作简单、自动化程度高、清洗效果良好。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种液压支架油缸激光清洗设备，包括：自动化控制系统、检测识别系统、激光清洗系统、散热系统和除尘系统；液压支架油缸安装于所述自动化控制系统上，所述激光清洗系统安装于所述自动化控制系统上，所述自动化控制系统能够为所述激光清洗系统提供三个维度的调节运动、并能够为液压支架油缸提供旋转调节运动，所述检测识别系统安装于所述自动化控制系统上，并能够对激光清洗系统的清洗质量进行检测，所述散热系统连接于所述激光清洗系统，所述除尘系统安装于所述自动化控制系统上，并能够对激光清洗进行除尘处理。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述自动化控制系统由机床工作台1、变位机2、旋转电机3、卡盘4、支撑架6、清洗头固定杆11、Z轴导轨12、Z轴电机13、升降连接杆14、X轴电机15、Y轴导轨16、Y轴电机17、连接杆固定板18和X轴导轨19组成，所述变位机2设置于所述机床工作台1上，所述旋转电机3设置于所述变位机2上，所述卡盘4连接于所述旋转电机3，液压支架油缸的一端安装于所述卡盘4上，所述X轴导轨19设置于所述机床工作台1上，所述X轴电机15连接于所述X轴导轨19，所述连接杆固定板18安装于所述X轴导轨19上，并能够沿X轴方向进行移动，所述Y轴导轨16设置于所述连接杆固定板18上，所述Y轴电机17连接于所述Y轴导轨16，所述升降连接杆14安装于所述Y轴导轨16上，并能够沿Y轴方向进行移动，所述Z轴导轨12安装于所述升降连接杆14上，所述Z轴电机13连接于所述Z轴导轨12，所述清洗头固定杆11的一端安装于所述Z轴导轨12上，并能够沿Z轴方向进行移动，所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述自动化控制系统还包括有支撑架6和支撑轮7，所述支撑架6安装于所述X轴导轨19上，并能够沿X轴方向进行移动，所述支撑轮7设置于所述支撑架的顶端，所述液压支架油缸的另一端支撑于所述支撑轮7上。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述激光清洗系统包括：光纤8、激光清洗头9和激光发生装置22；所述激光清洗头9安装于所述清洗头固定杆11的另一端上，所述激光清洗头9通过光纤8连接于所述激光发生器22。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述激光发生装置选自：脉冲激光发生装置、连续激光发生装置、调制脉冲激光发生装置、纳米脉冲激光发生装置、皮秒脉冲激光发生装置、飞秒脉冲激光发生装置中的一种或者多种组合。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述检测识别系统包括:光谱检测探头9-b、光谱分析仪21、视觉检测探头9-a、视觉检测分析仪20；所述视觉检测探头9-a和光谱检测探头9-b安装于所述清洗头固定杆11的另一端，并靠近所述激光清洗头9设置，所述视觉检测探头9-a连接于所述视觉检测分析仪20，所述光谱检测探头9-b连接于所述光谱分析仪21。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述视觉检测探头9-a为CCD探头，所述视觉检测分析仪20为CCD分析仪，所述视觉检测探头9-a、光谱检测探头9-b与激光清洗头9组合设置于清洗头固定杆11的另一端。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述散热系统包括散热设备23，所述散热设备23选自水冷散热设备或水冷散热设备，所述散热设备23连接于所述激光发生装置22。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述除尘系统包括吸尘风管10和烟尘净化设备24，所述吸尘风管10沿所述清洗头固定杆11铺设，所述吸尘风管10的前端开设有吸尘端口9-c并靠近所述激光清洗头9设置，所述吸尘风管10的后端连接于所述烟尘净化设备24。
进一步的根据本发明所述的液压支架油缸激光清洗设备，其中所述吸尘端口9-c、视觉检测探头9-a、光谱检测探头9-b与所述激光清洗头9组合集成设置于清洗头固定杆11的另一端。
通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：
1）本发明创新的提出一种全新的液压支架油缸激光清洗设备，首创的集成了自动化控制系统、检测识别系统和激光清洗系统，通过自动化控制系统对激光清洗系统提供三维移位和旋转控制，能够实现对液压支架油缸各位置的有效清洗，通过检测识别系统借助光谱检测和视觉检测能够有效的保证清洗质量，并利用除尘系统确保了过程清洁。
2）另外本发明所述设备自动化程度高，可实现液压油缸内外壁自动化清洗、检测、识别功能。本发明所述设备清洗效果优异，不损伤基材，特别适用于具有高粗糙度要求的工件。本发明所述设备在清洗过程仅消耗电能，不消耗耗材，实现绿色节能清洗。
附图说明
图1为本发明所述液压支架油缸激光清洗设备的整体结构示意图；
图2为本发明所述液压支架油缸激光清洗设备中视觉检测探头、光谱检测探头和吸尘端口在激光清洗头附近的安装结构示意图。
图中各附图标记的含义如下：
1.机床工作台；2.变位机；3.旋转电机；4.卡盘；5.工件；6.支撑架；7.支撑轮；8.光纤；9.激光清洗头；10.吸尘风管；11.清洗头固定杆；12.Z轴导轨；13.Z轴电机；14.升降连接杆；15.X轴电机；16.Y轴导轨；17.Y轴电机；18.连接杆固定板；19.X轴导轨；20.视觉检测分析仪；21.光谱检测分析仪；22.激光发生器；23.散热设备；24.烟尘净化设备；9-a.视觉检测探头；9-b.光谱检测探头；9-c吸尘端口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚地理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
本发明提供一种液压支架油缸激光清洗设备，所述设备通过结合系统集成技术、自动化模块工艺、软件通信协调系统、在线检测系统、脉冲激光清洗系统，构建出一套可实现在线识别检测、自动清洗的多功能液压油缸清洗工作中心设备。所述软件通信协调系统利用相应编程软件，根据材料表面性能，选定表面处理功能站点及制定工艺参数，实现激光器在不同功能之间的转换应用。
具体的本发明所述液压支架油缸激光清洗设备包括：自动化控制系统、检测识别系统、激光清洗系统、散热系统、除尘系统。
所述自动化控制系统由机床工作台1、变位机2、旋转电机3、卡盘4、支撑架6、支撑轮7、清洗头固定杆11、Z轴导轨12、Z轴电机13、升降连接杆14、X轴电机15、Y轴导轨16、Y轴电机17、连接杆固定板18、X轴导轨19组成。所述变位机2设置于所述机床工作台1上，所述旋转电机3设置于所述变位机2上，所述卡盘4连接于所述旋转电机3，待清洗的工件5的一端安装于所述卡盘4上，待清洗工件通过卡盘带动，工件5的另一端支撑于支撑架上并配合支撑架6进行旋转，在支撑架的顶端设置有支撑轮7。所述X轴导轨19设置于所述机床工作台1上，所述X轴电机15连接于所述X轴导轨19，所述支撑架6安装于所述X轴导轨19上，并能够沿X轴方向进行移动，所述连接杆固定板18安装于所述X轴导轨19上，并能够沿X轴方向进行移动，所述Y轴导轨16设置于所述连接杆固定板18上，所述Y轴电机17连接于所述Y轴导轨16，所述升降连接杆14安装于所述Y轴导轨16上，并能够沿Y轴方向进行移动，所述Z轴导轨12安装于所述升降连接杆14上，所述Z轴电机13连接于所述Z轴导轨12。所述清洗头固定杆11的一端安装于所述Z轴导轨12上，并能够沿Z轴方向进行移动，所述清洗头固定杆11的另一端上安装有激光清洗头9。所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直。所述电机和导轨可基于丝杆丝杠传动进行平移控制。
所述检测识别系统包括:光谱检测探头9-b、光谱分析仪21、视觉检测探头9-a、视觉检测分析仪20。所述视觉检测探头9-a和光谱检测探头9-b安装于所述清洗头固定杆11的另一端，并靠近所述激光清洗头9，所述视觉检测探头9-a连接于所述视觉检测分析仪20，所述光谱检测探头9-b连接于所述光谱分析仪21，所述视觉检测探头9-a为CCD探头，视觉检测分析仪20为CCD分析仪。优选的所述光谱检测探头9-b一端与光谱分析仪21相连，另一端与激光清洗头9组合，可对工件表面进行光谱分析，判断清洗效果。所述视觉检测探头9-a一端与视觉分析仪20相连，另一端与激光清洗头9组合，可对工件表面清洗前与清洗后进行视觉识别，分析清洗效果。
所述激光清洗系统包括：光纤8、激光清洗头9和激光发生装置22；所述激光清洗头9安装于所述清洗头固定杆11的另一端上，且所述激光清洗头9通过光纤8连接于所述激光发生器22，激光发生器输出的激光束通过光纤传输到激光清洗头，通过激光清洗头对待清洗工件进行表面激光清洗。所述激光发生装置可以为：脉冲激光发生装置、连续激光发生装置、调制脉冲激光发生装置、纳米脉冲激光发生装置、皮秒脉冲激光发生装置、飞秒脉冲激光发生装置中的一种或多种形式。
所述散热系统包括散热设备23，所述散热设备23可以为水冷散热设备或水冷散热设备，所述散热设备23连接于激光发生装置22，用于对激光发生装置提供水冷或者风冷散热。所述散热设备23可与激光发生器22集成组合亦可通过线路相连。
所述除尘系统包括吸尘风管10和烟尘净化设备24，所述吸尘风管10沿所述清洗头固定杆11设置，吸尘风管10的前端靠近所述激光清洗头9，并开设有吸尘端口9-c，吸尘风管10的后端连接于所述烟尘净化设备24，激光清洗头9清洗产生的灰尘通过吸尘端口9-c进入吸尘风管10，并通过吸尘风管收集到烟尘净化设备24。所述吸尘风管10一端通过吸尘端口9-c与激光清洗头9组合，另一端连接烟尘净化设备24，可对清洗产生的烟尘进行吸除。
本发明所述液压支架油缸激光清洗设备在对液压支架油缸进行清洗时，将油缸一端安装在卡盘上，另一端支撑在支撑架上，通过旋转电机可带动油缸进行旋转，激光清洗头在自动化控制系统的控制下可进行三维移动，并能够深入油缸内壁进行激光清洗，在清洗过程中，可借助光谱检测探和视觉检测探头进行清洗质量实时监测，清洗过程中产生的灰尘可通过吸尘风管收集于烟尘净化设备内。
本发明与现有技术相比具有如下突出优点。
本发明所述设备自动化程度高，可实现液压油缸内外壁自动化清洗、检测、识别功能。
本发明所述设备清洗效果优异，不损伤基材，特别适用于具有高粗糙度要求的工件。
本发明所述设备在清洗过程仅消耗电能，不消耗耗材，实现绿色节能清洗。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管具体实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，包括：自动化控制系统、检测识别系统、激光清洗系统、散热系统和除尘系统；液压支架油缸安装于所述自动化控制系统上，所述激光清洗系统安装于所述自动化控制系统上，所述自动化控制系统能够为所述激光清洗系统提供三个维度的调节运动、并能够为液压支架油缸提供旋转调节运动，所述检测识别系统安装于所述自动化控制系统上，并能够对激光清洗系统的清洗质量进行检测，所述散热系统连接于所述激光清洗系统，所述除尘系统安装于所述自动化控制系统上，并能够对激光清洗进行除尘处理。
2.根据权利要求1所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述自动化控制系统由机床工作台（1）、变位机（2）、旋转电机（3）、卡盘（4）、支撑架（6）、清洗头固定杆（11）、Z轴导轨（12）、Z轴电机（13）、升降连接杆（14）、X轴电机（15）、Y轴导轨（16）、Y轴电机（17）、连接杆固定板（18）和X轴导轨（19）组成，所述变位机（2）设置于所述机床工作台（1）上，所述旋转电机（3）设置于所述变位机（2）上，所述卡盘（4）连接于所述旋转电机（3），液压支架油缸的一端安装于所述卡盘（4）上，所述X轴导轨（19）设置于所述机床工作台（1）上，所述X轴电机（15）连接于所述X轴导轨（19），所述连接杆固定板（18）安装于所述X轴导轨（19）上，并能够沿X轴方向进行移动，所述Y轴导轨（16）设置于所述连接杆固定板（18）上，所述Y轴电机（17）连接于所述Y轴导轨（16），所述升降连接杆（14）安装于所述Y轴导轨（16）上，并能够沿Y轴方向进行移动，所述Z轴导轨（12）安装于所述升降连接杆（14）上，所述Z轴电机（13）连接于所述Z轴导轨（12），所述清洗头固定杆（11）的一端安装于所述Z轴导轨（12）上，并能够沿Z轴方向进行移动，所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述自动化控制系统还包括有支撑架（6）和支撑轮（7），所述支撑架（6）安装于所述X轴导轨（19）上，并能够沿X轴方向进行移动，所述支撑轮（7）设置于所述支撑架的顶端，所述液压支架油缸的另一端支撑于所述支撑轮（7）上。
4.根据权利要求2或3所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述激光清洗系统包括：光纤（8）、激光清洗头（9）和激光发生装置（22）；所述激光清洗头（9）安装于所述清洗头固定杆（11）的另一端上，所述激光清洗头（9）通过光纤（8）连接于所述激光发生器（22）。
5.根据权利要求4所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述激光发生装置选自：脉冲激光发生装置、连续激光发生装置、调制脉冲激光发生装置、纳米脉冲激光发生装置、皮秒脉冲激光发生装置、飞秒脉冲激光发生装置中的一种或者多种组合。
6.根据权利要求4或5所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述检测识别系统包括:光谱检测探头（9-b）、光谱分析仪（21）、视觉检测探头（9-a）、视觉检测分析仪（20）；所述视觉检测探头（9-a）和光谱检测探头（9-b）安装于所述清洗头固定杆（11）的另一端，并靠近所述激光清洗头（9）设置，所述视觉检测探头（9-a）连接于所述视觉检测分析仪（20），所述光谱检测探头（9-b）连接于所述光谱分析仪（21）。
7.根据权利要求6所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述视觉检测探头（9-a）为CCD探头，所述视觉检测分析仪（20）为CCD分析仪，所述视觉检测探头（9-a）、光谱检测探头（9-b）与激光清洗头（9）组合设置于清洗头固定杆（11）的另一端。
8.根据权利要求4-7任一项所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述散热系统包括散热设备（23），所述散热设备（23）选自水冷散热设备或水冷散热设备，所述散热设备（23）连接于所述激光发生装置（22）。
9.根据权利要求4-8任一项所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述除尘系统包括吸尘风管（10）和烟尘净化设备（24），所述吸尘风管（10）沿所述清洗头固定杆（11）铺设，所述吸尘风管（10）的前端开设有吸尘端口（9-c）并靠近所述激光清洗头（9）设置，所述吸尘风管（10）的后端连接于所述烟尘净化设备（24）。
10.根据权利要求9所述的液压支架油缸激光清洗设备，其特征在于，所述吸尘端口（9-c）、视觉检测探头（9-a）、光谱检测探头（9-b）与所述激光清洗头（9）组合集成设置于清洗头固定杆（11）的另一端。
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