CN114406909B - 一种喷砂保护装置以及喷砂装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动喷砂领域，具体涉及一种喷砂保护装置以及喷砂装置，用于避免自动喷砂系统断电后，工件被喷出的残余砂料损坏。喷砂保护装置，包括第一连杆与气缸；第一连杆设置有遮挡部，第一连杆的一端设置有第一转轴，另一端与气缸的活塞杆转动连接；第一连杆与活塞杆相对转动的轴线平行于销孔的轴线，且垂直于活塞杆的轴线；还包括气缸座，气缸转动设置于气缸座，气缸与气缸座相对转动的轴线平行于销孔的轴线；气缸还连接有电磁阀；当电磁阀断电时，遮挡部遮挡喷枪的喷嘴，当电磁阀通电时，遮挡部远离喷枪的喷嘴。上述的喷砂保护装置能够避免自动喷砂系统断急停后，砂管中残余砂料在压缩气体作用下会继续对工件上同一位置进行喷砂的情况。

Description

一种喷砂保护装置以及喷砂装置

技术领域

本发明涉及一种保护装置，特别是一种喷砂保护装置以及喷砂装置。

背景技术

喷砂指利用高速砂料的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。喷砂是一种常用的零件表面处理技术。由于喷砂作业环境恶劣，自动喷砂系统的应用越发广泛，极大提高了加工效率与质量，降低操作者劳动强度。自动喷砂系统包括工业机器人，工业机器人末端通过法兰盘连接有喷枪安装板，喷枪安装在喷枪安装板上，工业机器人通过控制柜进行运动控制，以实现自动喷砂过程。

然而自动喷砂作业时机械、电气、通讯、电力等故障将导致自动喷砂系统急停，喷枪相对于工件的位置移动停止，砂管中残余砂料在砂罐及砂管中压缩气体作用下会继续对工件上同一位置进行喷砂。对于由碳纤维复合材料等硬度低的材料制成的工件，工件容易因过度喷砂形成凹坑而导致报废。而碳纤维复合材料等硬度低的材料成本高，会造成较大的经济损失。

为了减少自动喷砂系统急停后，砂管中残余砂料在砂罐及砂管中压缩气体作用下对工件造成的损伤，目前采取的措施有缩短砂管长度、在砂罐上增加电磁阀泄压口以减少从砂管排出气量等方式，以减少自动喷砂系统急停后喷出的砂料，在一定程度上能降低过吹碳纤维层数，但是无法彻底解决自动喷砂系统急停后，仍会有砂料对工件表面进行冲击的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的自动喷砂系统急停后，喷枪在工件位置停滞，喷枪的砂管中残余的砂料对工件表面进行冲击，导致工件因过度喷砂形成凹坑而报废的问题，提供一种喷砂保护装置以及喷砂装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种喷砂保护装置，包括第一连杆与气缸；所述第一连杆设置有遮挡部，所述第一连杆的一端贯穿有销孔，所述销孔内设置有第一转轴；所述第一连杆的另一端与所述气缸的活塞杆转动连接；所述第一连杆与所述活塞杆相对转动的轴线平行于所述销孔的轴线，且垂直于所述活塞杆的轴线；

还包括气缸座，所述气缸转动设置于所述气缸座，所述气缸与所述气缸座相对转动的轴线平行于所述销孔的轴线；所述气缸还连接有电磁阀；

当所述电磁阀断电时，所述遮挡部遮挡喷枪的喷嘴，当所述电磁阀通电时，所述遮挡部远离所述喷枪的喷嘴。

将销孔内的第一转轴与气缸座固定连接于喷枪安装板上之后，由于第一连杆与活塞杆相对转动的轴线以及气缸与气缸座相对转动的轴线均平行于销孔的轴线，且均垂直于活塞杆的轴线，使得上述的喷砂保护装置形成摇杆滑块机构。气缸与第一连杆配合使用，能够减少气缸受到的自残余砂料的冲击力，避免气缸因受力过大而产生变形；且气缸通过带动第一连杆转动实现遮挡喷枪的喷嘴，气缸与喷嘴之间具有一定的距离，能够避免砂料等杂质对活塞杆的运动造成影响。

通过气缸的活塞杆伸缩，能够实现第一连杆相对于喷枪安装板的相对转动。通过将上述喷砂保护装置合理安装于自动喷砂系统中，便能够实现活塞杆伸出或缩回气缸后，第一连杆上的遮挡部遮挡喷枪的喷嘴或与喷枪的喷嘴分离，当遮挡部遮挡喷嘴时，喷枪喷出的砂料完全撞击在遮挡部上，避免了自动喷砂系统急停后，砂管中残余砂料对工件上的同一位置进行冲击，导致工件上出现凹坑而报废的情况。

操作人员按下急停按钮以及自动喷砂系统断电均会导致自动喷砂系统的急停。通过设置电磁阀与气缸，能够解决在上述两种系统急停后，残余的砂料从喷枪中喷出，对工件造成损伤的情况。气缸的动作与通入的压缩气体有关，通过电磁阀控制通入压缩气体通入气缸中，能够实现即使系统因断电急停时，也能依靠电磁阀断电后阀芯的复位改变通入气缸内的压缩气体，进而改变系统断电后活塞杆的位置，实现遮挡部遮挡住喷枪的喷嘴。

作为本发明的优选方案，所述活塞杆还固定连接有第二连杆，所述活塞杆通过所述第二连杆实现与所述第一连杆的转动连接，所述第二连杆还与所述气缸的缸体滑动连接。

喷出的砂料撞击在遮挡部上的冲击力会传递至气缸的活塞杆上，通过设置第二连杆，使第二连杆与活塞杆固定连接的同时与气缸的缸体滑动连接，能够分担活塞杆与缸体的力，避免气缸因受力过大而产生变形。

作为本发明的优选方案，所述遮挡部与所述第一连杆可拆卸连接。

由于喷出的砂料速度快、冲击大，遮挡部使用时间过长后，会产生磨损；遮挡部与第一连杆可拆卸连接能够便于对遮挡部进行更换，便于喷砂保护装置的维护。

作为本发明的优选方案，所述遮挡部为硬质合金结构件。

硬质合金材料具有较高的硬度和较好的耐磨性，能够提高遮挡部的硬度，延长遮挡部的使用寿命。

一种喷砂装置，包括喷枪与喷枪安装板，所述喷枪安装于所述喷枪安装板，所述喷枪安装板还连接有法兰盘与上述的任意一种喷砂保护装置，其中，所述第一转轴与所述喷枪安装板固定连接，所述气缸座与所述喷枪安装板固定连接；所述气缸的活塞位于气缸腔体的一端时，所述遮挡部与所述喷嘴分离，所述气缸的活塞位于气缸腔体的另一端时，所述遮挡部位于所述喷枪的喷嘴前方。

法兰盘能够用于与工业机器人连接，在进行自动喷砂作业时，由工业机器人带动喷枪安装板以及喷枪进行运动，将喷砂保护装置也安装于喷枪安装板，在进行自动喷砂作业的过程中，喷砂保护装置与喷枪之间没有相对位移，系统断电后，喷砂保护装置中的遮挡部能够及时遮挡喷枪的喷嘴，实现对工件的及时保护。第一连杆通过第一转轴与喷枪安装板实现转动连接，气缸座与喷枪安装板固定连接，安装后的喷砂保护装置形成摇杆滑块机构，能够通过气缸活塞杆的运动改变遮挡部的位置，进而能够使遮挡部位于喷枪喷嘴的前方，阻挡从喷嘴喷出的砂料。

自动喷砂系统急停后，导致工件损伤的原因是压缩气体将砂管中残余的砂料吹出。砂料吹出的压缩气体与气缸中驱动活塞杆运动的压缩气体可以源自同一气源，若自动喷砂系统急停后，砂管中仍然有压缩气体，则气缸中也必然有压缩气体，压缩气体能驱动气缸活塞杆运动。若自动喷砂系统急停后，压缩气体的供应也停止，虽然气缸的活塞杆不会运动，但是也不会有压缩气体将残余砂料吹出，导致工件损伤。因此，对于单作用气缸，可以通过单作用气缸内部的弹簧使活塞杆自动缩回复位的方式，使遮挡部遮挡喷枪的枪嘴，也可以通过压缩气体驱动活塞杆运动，使遮挡部遮挡喷枪的喷嘴。对于双作用气缸，可以是活塞杆位于气缸腔体最左端(活塞杆缩回腔体时的极限位置)时，遮挡部遮挡喷枪的喷嘴，也可以是活塞杆位于气缸腔体的最右端(活塞杆伸出腔体时的极限位置)时遮挡喷枪的喷嘴。

综上，将砂料吹出的压缩气体与气缸中驱动活塞杆运动的压缩气体采用同一气源，就无需再额外对气缸设置气源，减少了气源设备。

当然，将砂料吹出的压缩气体与气缸中驱动活塞杆运动的压缩气体也可以采用不同的气源，利于对气缸活塞杆进行单独控制，只是如此就需要额外增加气源设备。

作为本发明的优选方案，所述喷枪安装板上还设置有保护罩，所述气缸位于所述保护罩内。

通过设置保护罩，能够减少砂料等杂质对活塞杆运动的影响。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、气缸的反应速度快，且在系统断电后也能够自行复位，实现系统断电后对工件的保护，摇杆滑块机械机构简单可靠，遮挡部磨损后可进行更换，装置制造成本低、维护简单、维护成本低。

2、上述技术方案提供的一种喷砂装置，未进行喷砂作业时，遮挡块将喷枪的喷嘴遮住；进行喷砂作业时，气缸的活塞运动，使得遮挡部从喷嘴前移开，当发生紧急情况产生急停或是电力故障时，电磁阀断电，电磁阀的阀芯复位，使气缸的活塞杆运动，并带动遮挡块运动至喷嘴的前方，防止喷出的砂料对工件继续造成冲击，从而避免零件因过度吹砂而报废。

附图说明

图1是本发明的喷砂保护装置拆除第一转轴后的结构示意图；

图2是本发明的喷砂保护装置设置第一转轴后的结构示意图；

图3是喷枪与喷枪安装板的示意图；

图4是遮挡部遮挡喷枪喷嘴的示意图；

图5是进行喷砂作业时，遮挡部与喷枪喷嘴的位置示意图；

图6是安装保护罩后，喷砂装置的结构示意图。

图标：1-第一连杆；11-遮挡部；12-销孔；2-气缸；21-活塞杆；22-缸体；23-导轨；3-气缸座；4-第二连杆；5-喷枪；51-喷嘴；6-喷枪安装板；61-法兰盘；7-保护罩；81-第一转轴；82-第一转轴；83-第三转轴；9-连接板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种喷砂保护装置，如图1与图2所示，包括气缸2，以及转动连接的第一连杆1与第二连杆4。气缸2的活塞杆21与第二连杆4固定连接，同时气缸2上设置有导轨，第二连杆4通过导轨与气缸2的缸体22滑动连接，以分担气缸2的受力，减小气缸2的变形。第一连杆1的一端设置有销孔12，销孔12内设置有第一转轴81，销孔12的轴线与第一转轴81的轴线相互平行，第一连杆1能够绕第一转轴81相对转动。第一转轴81上端的外形尺寸大于销孔12的直径尺寸，以限制第一连杆1沿销孔12轴线方向的运动。第一连杆1的另一端与第二连杆4通过第一转轴82实现转动连接。销孔12的轴向与第一转轴82的轴线(即第一连杆1与第二连杆4相对转动的轴线)相互平行，且均垂直于活塞杆21的轴线，以保证气缸2伸缩时，第一连杆1能够绕销孔12的轴线顺利转动。

第一连杆1上还设置有遮挡部11，其中，遮挡部11可以是第一连杆1上的凸出结构，也可以是与第一连杆1可拆卸连接的单独构件。遮挡部11采用硬质合金制成，例如表层镀层硬质合金、钢结硬质合金等。

气缸2的缸体22还连接有气缸座3，气缸2的缸体22固定连接有连接板9，连接板9通过第三转轴83与气缸座3转动连接，实现气缸2的缸体22与气缸座3的转动连接，第三转轴83的轴线与第一转轴82的轴线相互平行。气缸2还连接有电磁阀，电磁阀通过控制压缩气体进入气缸2实现对活塞杆21运动的控制，电磁阀接入自动喷砂系统的控制电路。

以活塞杆21缩回缸体22时，自动喷砂系统进行正常作业，活塞杆21伸出时，遮挡部11位于喷嘴51的前方为例，对喷砂保护装置实现自动保护的原理进行说明。

气缸2为具有两个进气口的双作用气缸时，将电磁阀接入自动喷砂系统的控制电路，在正常进行喷砂作业时，电磁阀处于通电状态，压缩气体从气缸2的一个进气口进入气缸2并推动气缸2中的活塞运动至气缸2腔体的最左端(活塞杆21缩回腔体时的极限位置)，在活塞杆21的推动下，第一连杆1转动至遮挡部11与喷嘴51相分离的位置；当系统断电后，电磁阀由通电状态变为断电状态，电磁阀的阀芯复位，使压缩气体从气缸2的另一个进气口进入，气缸2的活塞反方向运动至气缸2腔体的最右端(活塞杆21伸出腔体时的极限位置)，在活塞杆21的推动下，第一连杆1转动至遮挡部11能够封堵喷枪5的喷嘴51的位置，避免残余的砂料对工件表面造成损伤。

气缸2为仅具有一个进气口的单作用气缸时，气缸2通入压缩气体后，活塞杆21伸出，停止通入压缩气体后，活塞杆21依靠气缸2内部的弹簧自动缩回复位。将电磁阀接入自动喷砂系统的控制电路，在正常进行喷砂作业时，电磁阀处于通电状态，阀芯移动，使压缩气体不能够进入气缸2，气缸2中的活塞位于气缸腔体中最左端的位置，此时，遮挡部11与喷嘴51分离；当电磁阀断电后，阀芯复位，使压缩气体进入气缸2，推动气缸2中的活塞运动至气缸2腔体的最右端(活塞杆21伸出腔体时的极限位置)，在活塞杆21的推动下，第一连杆1转动至遮挡部11能够封堵喷枪5的喷嘴51的位置，实现对工件的保护。

在因为断电导致自动喷砂系统急停的情况下，上述例子中电磁阀的阀芯也会复位，实现对工件表面的保护。上述例子中采用以活塞杆21缩回缸体22时，自动喷砂系统进行正常作业，活塞杆21伸出时，遮挡部11位于喷嘴51的前方的方式，是因为如图4与图5所示，在第一连杆1转动的过程中，第一连杆1除遮挡部11外的部位均不会从喷嘴51前方经过，避免了砂料对于第一连杆1的损伤。所述领域的技术人员也可根据实际情况采用活塞杆21伸出缸体22时，自动喷砂系统进行正常作业，活塞杆21缩回时，遮挡部11位于喷嘴51的前方的方式。

实施例2

一种喷砂装置，包括如图3所示的喷枪5与喷枪安装板6，喷枪安装板6上还连接有法兰盘61，法兰盘61能够用于连接工业机器人；还包括实施例1中技术方案所提供的一种喷砂保护装置。如图4与图5所示，第一连杆1的销孔12内设置有第一转轴81，第一转轴81通过外螺纹与喷枪安装板6连接，实现第一连杆1与喷枪安装板6的转动连接。气缸座3通过螺钉固定连接于喷枪安装板6上。安装完成后的喷砂保护装置形成摇杆滑块机构，通过活塞杆21的伸缩实现第一连杆1绕销孔12轴线的转动，气缸2的缸体22为摇杆滑块机构中的滑块，能够自适应地与气缸座3相对转动。

在喷砂装置未进行喷砂作业时，或自动喷砂系统断电时(此时电磁阀断电)，喷砂保护装置的状态如图4所示，遮挡部11位于喷嘴51的前方，对喷嘴51进行遮挡，避免残余的砂料喷出后损伤工件。在喷砂装置进行作业时，由自动喷砂系统向电磁阀发出信号，使电磁阀的阀芯运动，对于双作用气缸，依靠进入气缸2的压缩气体使活塞杆21缩回，将遮挡部11从喷嘴51前移开；或者，对于单作用气缸，依靠气缸2中的弹簧使活塞杆21自动缩回，将遮挡部11从喷嘴51前移开。当电磁阀断电后，电磁阀的阀芯复位，对于双作用气缸，压缩气体从气缸2的另一进气口进入，使气缸2的活塞杆21伸出并带动遮挡部11遮住喷嘴51，避免残余的砂料喷出；或者，对于单作用气缸，阀芯复位后，压缩气体进入气缸2内，推动活塞杆21伸出并带动遮挡部11遮住喷嘴51，避免残余的砂料喷出。

为了减少砂料等杂质对气缸2正常工作的影响，还可如图6所示，在气缸外设置保护罩7。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种喷砂保护装置，其特征在于，包括第一连杆(1)与气缸(2)；所述第一连杆(1)设置有遮挡部(11)，所述第一连杆(1)的一端贯穿有销孔(12)，所述销孔(12)内设置有第一转轴(81)；所述第一连杆(1)的另一端与所述气缸(2)的活塞杆(21)转动连接；所述第一连杆(1)与所述活塞杆(21)相对转动的轴线平行于所述销孔(12)的轴线，且垂直于所述活塞杆(21)的轴线；

还包括气缸座(3)，所述气缸(2)转动设置于所述气缸座(3)，所述气缸(2)与所述气缸座(3)相对转动的轴线平行于所述销孔(12)的轴线；所述气缸(2)还连接有电磁阀；

当所述电磁阀断电时，所述遮挡部(11)遮挡喷枪(5)的喷嘴(51)，当所述电磁阀通电时，所述遮挡部(11)远离喷枪(5)喷嘴(51)；

所述活塞杆(21)还固定连接有第二连杆(4)，所述活塞杆(21)通过所述第二连杆(4)实现与所述第一连杆(1)的转动连接，所述第二连杆(4)还与所述气缸(2)的缸体(22)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种喷砂保护装置，其特征在于，所述遮挡部(11)与所述第一连杆(1)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种喷砂保护装置，其特征在于，所述遮挡部(11)所述遮挡部(11)为硬质合金结构件。

4.一种喷砂装置，包括喷枪(5)与喷枪安装板(6)，所述喷枪(5)安装于所述喷枪安装板(6)，所述喷枪安装板(6)连接有法兰盘(61)，其特征在于，所述喷枪安装板(6)还连接有如权利要求1-3任一所述的一种喷砂保护装置，其中，所述第一转轴(81)与所述喷枪安装板(6)固定连接，所述气缸座(3)与所述喷枪安装板(6)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种喷砂装置，其特征在于，所述喷枪安装板(6)上还设置有保护罩(7)，所述气缸(2)位于所述保护罩(7)内。

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