CN114082715A - 一种龙门式激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种龙门式激光清洗设备，包括：轨道；龙门架，其与轨道滑动连接，且沿所述轨道延伸方向滑动；安装机构，其连接所述龙门架，且与所述龙门架同步运动；以及激光清洗机构，其连接所述安装机构，用于对工件进行激光清洗。其清洗效率高、不伤基材，尤其适合大幅面工件焊道的激光清洗。

Description

一种龙门式激光清洗设备

技术领域

本发明属于激光清洗设备领域，尤其是涉及一种龙门式激光清洗设备。

背景技术

在船舶制造、工程机械、桥梁等领域，常常涉及大型金属板材的焊道清洗等工作，传统的金属板材清洗多采用机械打磨等方式完成，其存在很多缺点：1.劳动成本高但效率低；2.产生噪音大；3.产生很多金属粉尘，长期作业会危害工人身体健康；4.打磨不均匀，易损伤板材基层，影响后续焊接质量。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种龙门式激光清洗设备，其清洗效率高、不伤基材，尤其适合大幅面工件焊道的激光清洗。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种龙门式激光清洗设备，其包括：轨道；龙门架，其与轨道滑动连接，且沿所述轨道延伸方向滑动；安装机构，其连接所述龙门架，且与所述龙门架同步运动；以及激光清洗机构，其连接所述安装机构，用于对工件进行激光清洗。

优选的，所述安装机构包括：

安装座，其连接所述龙门架，且延伸方向与所述轨道垂直；

导向杆，其安装在所述安装座上，且与所述激光清洗机构滑动连接；

以及驱动组件，其连接所述激光清洗机构，用于驱动所述激光清洗机构沿导向杆滑动。

优选的，所述驱动组件包括：齿条，其安装在所述安装座上，且与所述轨道垂直；电机，其连接所述激光清洗机构，且通过动力输出端的齿轮与所述齿条啮合。

优选的，所述激光清洗机构有若干个。

优选的，所述龙门式激光清洗设备还包括：清洗机构运动方向控制机构，其连接所述激光清洗机构，用于控制若干激光清洗机构的运动方向，使得若干激光清洗机构发生同向/反向运动。

优选的，所述清洗机构运动方向控制机构包括：

第一转轴安装座，其连接所述安装机构的安装座的一端；

第二转轴安装座，其连接所述安装机构的安装座的另一端，且与所述第一转轴安装座相对设置；

第一转轴，其可转动的连接所述第一转轴安装座；

第二转轴，其可转动的连接所述第二转轴安装座；

以及传送带，其绕过所述第一转轴、第二转轴设置，以被分成上层传送带以及下层传送带。

优选的，所述激光清洗机构包括主动清洗机构以及从动清洗机构。

优选的，所述主动清洗机构包括：

主动安装件，其与所述安装机构滑动连接；

主动连接块，其分别连接所述主动安装件和上层传送带；

以及主动激光头组件，其连接所述主动安装件，用于发出用于激光清洗的激光光束。

优选的，所述从动清洗机构包括：

从动安装件，其与所述安装机构滑动连接；

锁紧件安装座，其连接所述从动安装件；

第一锁紧件，其连接所述锁紧件安装座；

第二锁紧件，其连接所述锁紧件安装座；

从动激光头组件，其连接所述从动安装件，用于发出用于激光清洗的激光光束；

且仅当所述从动清洗机构通过第一锁紧件与上层传送带接触时；所述主动清洗机构、从动清洗机构同向运动；

仅当所述从动清洗机构通过第二锁紧件与下层传送带接触时，所述主动清洗机构、从动清洗机构反向运动。

优选的，所述从动清洗机构还包括：控制装置，其连接所述第一锁紧件、第二锁紧件，用于控制第一锁紧件的连接部朝向上层传送带运动，使得第一锁紧件可分离的接触所述上层传送带；以及控制第二锁紧件的连接部朝向下层传送带运动，使得第二锁紧件可分离的接触所述下层传送带。

优选的，所述从动清洗机构还包括：从动固定件，其连接所述从动安装件，且通过与安装机构和/或安装机构上的固定配合件的接触实现对从动清洗机构整体位置的固定。

优选的，所述主动激光头组件和/或从动激光头组件可在Z向上移动。

优选的，所述龙门式激光清洗设备还包括：

拖链槽，其连接所述龙门架，用于容纳与电气设备连接的线缆；

冷水机，其连接所述龙门架和/或安装机构，用于通过管道输送冷却水，以对激光清洗机构进行冷却；

以及除尘机构，其连接所述龙门架和/或安装机构，用于通过负压抽吸作用收集激光清洗过程中产生的尘屑。

本发明具有的优点和积极效果是：本申请中的龙门式激光清洗设备可对工件表面焊道进行自动激光清洗，无需人工划线，提高清洗效率，且激光清洗焊道等时无研磨、非接触、无热效应、清洗均匀，进一步保证后续焊接加工的产品质量，同时，可通过控制多个激光清洗机构的运动方向(同向/反向运动)，实现对大幅面工件不同焊道的精准清洗；进一步的，可通过在Z向的移动调节激光光束的焦距等参数，以此可在保证高效清洗的同时避免损伤工件基材，同时减小清洗误差。

附图说明

图1是本发明龙门式激光清洗设备的整体结构图；

图2是本发明安装机构、清洗机构运动方向控制机构整体结构图；

图3是本发明从动清洗机构的整体结构图；

图4是本发明龙门式激光清洗设备的正视图；

图5是本发明龙门式激光清洗设备的俯视图；

图6是本发明主动清洗机构、从动清洗机构与传送带的装配示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1，4所示，本发明提供了一种龙门式激光清洗设备，其包括：

轨道1，其设置在地面上；

龙门架2，其与轨道1滑动连接，且沿所述轨道1延伸方向(即X向)滑动；

安装机构3，其连接所述龙门架2，且与所述龙门架2同步运动；

以及激光清洗机构4，其连接所述安装机构3，用于对工件100，如金属板材等进行激光清洗。

使用时，先将工件100通过吊装设备等移动至工作台5上，且位于龙门架2的移动路径上，且位于激光清洗机构4的下方空间区域内；然后龙门架2带动安装机构3、激光清洗机构4同步沿轨道1滑动，同时激光清洗机构4开启，且产生激光，以在龙门架2的移动方向上对工件1的焊道等部分进行激光清洗等。

由此，所述龙门式激光清洗设备可完成对工件焊道等部分的自动激光清洗，无需人工划线，激光清洗焊道等时无研磨、非接触、无热效应、清洗均匀，以此可充分保证清洗质量以及使得清洗后的焊道充分满足焊接要求。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图1-2，6所示，所述安装机构3包括：

安装座31，其连接所述龙门架2，且延伸方向与所述轨道1垂直(即图中的Y方向)；

导向杆5，其安装在所述安装座31上，且与所述轨道1垂直，且与所述激光清洗机构4滑动连接；以及驱动组件，其连接所述激光清洗机构4，用于驱动所述激光清洗机构4沿导向杆5滑动。

进一步的，所述驱动组件包括：齿条6，其安装在所述安装座31上，且与所述轨道1垂直；电机7，其连接所述激光清洗机构4，且通过动力输出端的齿轮71与所述齿条6啮合。

电机7、齿条6之间通过齿轮71、齿条6之间的啮合传动驱动所述激光清洗机构4沿导向杆5延伸方向(即与所述轨道1垂直的方向(即Y向))滑动。

优选的，本实施例中的导向杆5有多个(如2个)，且相互平行设置，由此，其可以与激光清洗机构4的不同部分滑动连接，使激光清洗机构4与所述导向杆32之间的滑动连接更加稳固。

由此，所述激光清洗机构4不仅可以沿轨道1延伸方向(X方向)运动，以此增加行程，同时还可以沿与所述轨道1垂直的方向(Y方向)运动，以此可极大扩展清洗的面积，满足大幅面工件的清洗需求。

实施例3：

本实施例与实施例1或2的不同之处仅在于，如图2-5所示，所述激光清洗机构4有若干个。同时，所述龙门式激光清洗设备还包括：清洗机构运动方向控制机构，其连接所述激光清洗机构4，用于控制若干激光清洗机构4的运动方向，使得若干激光清洗机构4发生同向/反向运动。

具体的，所述清洗机构运动方向控制机构包括：

第一转轴安装座8，其连接所述安装机构3的安装座31的一端；

第二转轴安装座8’，其连接所述安装机构3的安装座31的另一端，且与所述第一转轴安装座8相对设置；

第一转轴9，其可转动的连接所述第一转轴安装座8；

第二转轴9’，其可转动的连接所述第二转轴安装座8’；

以及传送带10，其绕过所述第一转轴9、第二转轴9’设置，以被分成上层传送带101以及下层传送带102,且所述传送带10整体与轨道1垂直；本实施例中，所述传送带10整体由金属，如钢材等制成。

进一步的，如图3，6所示，所述激光清洗机构4包括：主动清洗机构41以及从动清洗机构42；

其中，所述主动清洗机构41包括：

主动安装件411，其连接所述电机7，且通过主动滑块412与所述导向杆5滑动连接；

主动连接块413，其分别连接所述主动安装件411和上层传送带101；

以及主动激光头组件，其连接所述主动安装件411，用于发出用于激光清洗的激光光束B，本实施例中，所述激光光束B可由连接龙门架2/安装机构3的光纤激光器11产生，并经光纤传输至主动激光头组件内，经由主动激光头组件发出；

本实施例中，所述主动安装件411可为箱形结构，且所述电机7部分位于所述箱形结构的主动安装件411内部，仅齿轮71从箱形结构的主动安装件411中伸出，与齿条6啮合，由此可避免灰尘等对电机7运作造成不良影响。

所述从动清洗机构42可以有若干个，且每一从动清洗机构42均包括：

从动安装件421，其通过从动滑块422与所述导向杆5滑动连接；

锁紧件安装座423，其连接所述从动安装件421；

第一锁紧件424，其连接所述锁紧件安装座423；

第二锁紧件425，其连接所述锁紧件安装座423；

从动激光头组件，其连接所述从动安装件421，用于发出用于激光清洗的激光光束B’；同样的，所述激光光束B’可由连接龙门架2/安装机构3的光纤激光器11产生，并经光纤传输至从动激光头组件内，经由从动激光头组件发出；

以及控制装置，其连接所述第一锁紧件424、第二锁紧件425，用于控制第一锁紧件424的连接部4241朝向上层传送带101运动，使得第一锁紧件424可分离的接触所述上层传送带101；以及控制第二锁紧件425的连接部4251朝向下层传送带102运动，使得第二锁紧件425可分离的接触所述下层传送带102；

且仅当所述从动清洗机构42通过第一锁紧件424与上层传送带101接触时(此时第二锁紧件425不与下层传送带102接触)；所述主动清洗机构41、从动清洗机构42同向运动；

仅当所述从动清洗机构42通过第二锁紧件425与下层传送带102接触时(此时第一锁紧件424不与上层传送带101接触)，所述主动清洗机构41、从动清洗机构42反向运动。

本实施例中，所述第一锁紧件424、第二锁紧件425均可以为气缸，第一锁紧件424的连接部4241、第二锁紧件425的连接部4251均基于磁吸附作用对应与上层传送带101、下层传送带102接触，以实现第一锁紧件424、第二锁紧件425与上层传送带101、下层传送带102的固定；或，第一锁紧件424的连接部4241、第二锁紧件425的连接部4251通过对应挤压上层传送带101、下层传送带102产生的摩擦力实现与上层传送带101、下层传送带102的接触和固定。

同时，所述从动安装件421可为箱形结构，所述上层传送带101位于第一锁紧件424的连接部4241的下方，所述下层传送带102位于第二锁紧件425的连接部4251的下方，且所述上层传送带101位于第一锁紧件424、第二锁紧件425之间。

所述清洗机构运动方向控制机构控制若干激光清洗机构4的运动方向，使得若干激光清洗机构4发生同向/反向运动的运动过程如下：

1、所述控制装置控制第一锁紧件424的连接部4241朝向上层传送带101运动，且与上层传送带101接触，并通过吸附、摩擦力等作用对从动清洗机构42在上层传送带101上的位置进行固定；此时第二锁紧件425不通过吸附、摩擦力作用等与下层传送带102接触；

所述电机7的齿轮71与齿条6啮合传动，驱动所述主动清洗机构41整体沿导向杆5向左移动(即图3中的实线箭头所指方向)，同时传送带10逆时针转动，由此带动与上层传送带101接触的从动清洗机构42同步向左移动；类似的，若驱动所述主动清洗机构41整体沿导向杆5向右移动，则带动与上层传送带101接触的从动清洗机构42同步向右移动。

2、所述控制装置控制第二锁紧件425的连接部4251朝向下层传送带102运动，且与下层传送带102接触，并通过吸附、摩擦力等作用对从动清洗机构42在下层传送带102上的位置进行固定；此时第一锁紧件424不通过吸附、摩擦力作用等与上层传送带101接触；

所述电机7的齿轮71与齿条6啮合传动，驱动所述主动清洗机构41整体沿导向杆5向左移动(即图3中的实线箭头所指方向)，同时传送带10逆时针转动，由于此时从动清洗机构42仅接触所述下层传送带102，因此传送带10逆时针转动时，下层传送带102与从动清洗机构42沿与主动清洗机构41运动方向相反的方向(即图3中的虚线箭头所指方向)运动。

由此，本申请中可通过清洗机构运动方向控制机构控制主动清洗机构41、从动清洗机构42同向/反向运动，同向运动时，主动清洗机构41、从动清洗机构42可集中运动到工件100的同一部位进行清洗，同向运动时，主动清洗机构41、从动清洗机构42可分别运动到工件100的不同部位进行精准清洗，同时通过多个清洗机构大幅提高大幅面工件的清洗效率。

实施例4：

本实施例与实施例1-3任一项的不同之处仅在于，如图6所示，所述主动激光头组件与所述主动安装件411滑动连接，且可在Z向上移动；具体的，所述主动激光头组件包括：主动Z向滑动件415以及主动激光头414；所述主动Z向滑动件415连接所述主动激光头414，且同时通过与开设在所述主动安装件411上、沿Z向设置的第一Z向滑槽416的配合实现与所述主动安装件411的滑动连接，由此通过所述主动Z向滑动件415在主动安装件411上的滑动同步带动所述主动激光头414在X向上移动；进一步的，所述激光光束B可由连接龙门架2/安装机构3的光纤激光器11产生，并经光纤传输至主动激光头组件内，经由主动激光头414发出；

和/或，所述从动激光头组件与所述从动安装件421滑动连接，且可在Z向上移动；具体的，所述从动激光头组件包括：从动Z向滑动件427以及从动激光头426；所述从动Z向滑动件427连接所述从动激光头426，且同时通过与开设在所述从动安装件421上、沿Z向设置的第二Z向滑槽428的配合实现与所述从动安装件421的滑动连接，由此通过所述从动Z向滑动件427在从动安装件421上的滑动同步带动所述从动激光头426在X向上移动；进一步的，所述激光光束B’可由连接龙门架2/安装机构3的光纤激光器11产生，并经光纤传输至从动激光头组件内，经由从动激光头426发出。

由此，可通过主动激光头414、从动激光头426在Z向的移动调节激光光束的焦距等参数，以此可在保证高效清洗的同时避免损伤工件基材，同时减小清洗误差。

实施例5：

本实施例与实施例1-4任一项的不同之处仅在于，如图2-3，6所示，每一从动清洗机构42均还包括：

从动固定件429，其连接所述从动安装件421以及控制装置，所述控制装置仅控制从动固定件429的固定部4291朝向安装机构3运动，通过与安装机构3和/或安装机构3上的固定配合件430(如钢材等金属材质制成的带状/块状结构等)的接触实现对从动清洗机构42整体位置的固定，使其不再与主动清洗机构41同向/反向运动，以增加清洗方案的灵活性。

优选的，所述从动固定件429可以为气缸，其与安装机构3和/或安装机构3上的止动配合件430接触，如，所述控制装置控制止动件429的止动部4291朝向安装机构3运动，通过吸附、摩擦力作用等与安装机构3和/或安装机构3上的止动配合件430接触，并对从动清洗机构42整体位置进行单独固定。

实施例6：

本实施例与实施例1-5任一项的不同之处仅在于，如图4-6所示，所述龙门式激光清洗设备还包括：

拖链槽12，其连接所述龙门架2，用于容纳与电气设备连接的线缆；

冷水机13，其连接所述龙门架2和/或安装机构3，用于通过管道输送冷却水，以对激光清洗机构4进行冷却；

以及除尘机构，其连接所述龙门架2和/或安装机构3，用于通过负压抽吸作用收集激光清洗过程中产生的尘屑。

具体的，所述除尘机构包括：

除尘器14，其连接所述龙门架2和/或安装机构3；

风管15，其连接所述激光清洗机构4，且进风口靠近所述激光清洗机构4下方区域设置，且所述风管15同时通过管道与所述除尘器14连通；

所述除尘器14启动后，激光清洗产生的尘屑在负压下被抽吸，并通过风管、管道进入到收集装置中，便于集中清理。

综上所述，本申请中的龙门式激光清洗设备可对工件表面焊道进行自动激光清洗，无需人工划线，提高清洗效率，且激光清洗焊道等时无研磨、非接触、无热效应、清洗均匀，同时，可通过控制多个激光清洗机构的运动方向(同向/反向运动)，由此可实现对于大幅面工件不同焊道的精准清洗；进一步的，可通过在Z向的移动调节激光光束的焦距等参数，以此可在保证高效清洗的同时避免损伤工件基材，同时减小清洗误差。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (13)

1.一种龙门式激光清洗设备，其特征在于，包括：

轨道；

龙门架，其与轨道滑动连接，且沿所述轨道延伸方向滑动；

安装机构，其连接所述龙门架，且与所述龙门架同步运动；

以及激光清洗机构，其连接所述安装机构，用于对工件进行激光清洗。

2.如权利要求1所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述安装机构包括：

安装座，其连接所述龙门架，且延伸方向与所述轨道垂直；

导向杆，其安装在所述安装座上，且与所述激光清洗机构滑动连接；

以及驱动组件，其连接所述激光清洗机构，用于驱动所述激光清洗机构沿导向杆滑动。

3.如权利要求2所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述驱动组件包括：齿条，其安装在所述安装座上，且与所述轨道垂直；电机，其连接所述激光清洗机构，且通过动力输出端的齿轮与所述齿条啮合。

4.如权利要求1所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述激光清洗机构有若干个。

5.如权利要求4所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述龙门式激光清洗设备还包括：清洗机构运动方向控制机构，其连接所述激光清洗机构，用于控制若干激光清洗机构的运动方向，使得若干激光清洗机构发生同向/反向运动。

6.如权利要求5所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述清洗机构运动方向控制机构包括：

第一转轴安装座，其连接所述安装机构的安装座的一端；

第二转轴安装座，其连接所述安装机构的安装座的另一端，且与所述第一转轴安装座相对设置；

第一转轴，其可转动的连接所述第一转轴安装座；

第二转轴，其可转动的连接所述第二转轴安装座；

以及传送带，其绕过所述第一转轴、第二转轴设置，以被分成上层传送带以及下层传送带。

7.如权利要求6所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述激光清洗机构包括主动清洗机构以及从动清洗机构。

8.如权利要求7所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述主动清洗机构包括：

主动安装件，其与所述安装机构滑动连接；

主动连接块，其分别连接所述主动安装件和上层传送带；

以及主动激光头组件，其连接所述主动安装件，用于发出用于激光清洗的激光光束。

9.如权利要求7所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述从动清洗机构包括：

从动安装件，其与所述安装机构滑动连接；

锁紧件安装座，其连接所述从动安装件；

第一锁紧件，其连接所述锁紧件安装座；

第二锁紧件，其连接所述锁紧件安装座；

从动激光头组件，其连接所述从动安装件，用于发出用于激光清洗的激光光束；

且仅当所述从动清洗机构通过第一锁紧件与上层传送带接触时；所述主动清洗机构、从动清洗机构同向运动；

仅当所述从动清洗机构通过第二锁紧件与下层传送带接触时，所述主动清洗机构、从动清洗机构反向运动。

10.如权利要求9所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述从动清洗机构还包括：控制装置，其连接所述第一锁紧件、第二锁紧件，用于控制第一锁紧件的连接部朝向上层传送带运动，使得第一锁紧件可分离的接触所述上层传送带；以及控制第二锁紧件的连接部朝向下层传送带运动，使得第二锁紧件可分离的接触所述下层传送带。

11.如权利要求9所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述从动清洗机构还包括：从动固定件，其连接所述从动安装件，且通过与安装机构和/或安装机构上的固定配合件的接触实现对从动清洗机构整体位置的固定。

12.如权利要求7所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述主动激光头组件和/或从动激光头组件可在Z向上移动。

13.如权利要求1所述的龙门式激光清洗设备，其特征在于，所述龙门式激光清洗设备还包括：拖链槽，其连接所述龙门架，用于容纳与电气设备连接的线缆；

冷水机，其连接所述龙门架和/或安装机构，用于通过管道输送冷却水，以对激光清洗机构进行冷却；

以及除尘机构，其连接所述龙门架和/或安装机构，用于通过负压抽吸作用收集激光清洗过程中产生的尘屑。

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