CN115193826B - 一种移动式激光清洗及除锈设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式激光除锈技术领域，具体公开了一种移动式激光清洗及除锈设备，包括管材固定架、除锈机构、智能交替定位机构；所述除锈机构包括分别用于管材内外壁激光除锈的外激光头、内激光头，外激光头、内激光头均前后滑动设置在除锈机架上。所述除锈机架与管材固定架之间设置有两组分别位于管材前后两端的搬运机器人，搬运机器人通过平移电机驱动左右滑动设置在平移滑轨内。在该设备实际使用时，能够通过智能交替定位机构来夹取管材固定架上的待处理的管材，通过智能交替定位机构与除锈机构的配合，实现对管材的内外壁进行移动式的智能化自动交替激光清洗及除锈处理，极大的提高了管材处理效率和质量，智能化和自动化程度较高。

Description

一种移动式激光清洗及除锈设备
技术领域
本发明涉及激光除锈技术领域，具体为一种移动式激光清洗及除锈设备。
背景技术
激光清洗及除锈的原理大致为：激光器发射的光束被需处理表面上的污 染层所吸收，污染层大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体，而后产生冲击波，冲击波使污染物变成碎片并被剔除。
对于管状件来讲，由于其直径较大，在对其内外壁除锈时仍采用传统的 人工除锈方式远远不能达到高效率、高质量的要求，因此，为了能够更加高 效率、高质量的针对管状生锈材料进行处理，我们亟需设计一种移动式激光清洗及除锈设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动式激光清洗及除锈设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种移动式激光清洗及除 锈设备，包括管材固定架、除锈机构、智能交替定位机构；所述除锈机构包 括分别用于管材内外壁激光除锈的外激光头、内激光头，外激光头、内激光 头均前后滑动设置在除锈机架上；所述除锈机架与管材固定架之间设置有两 组分别位于管材前后两端的搬运机器人，搬运机器人通过平移电机驱动左右滑动设置在平移滑轨内；
所述智能交替定位机构包括设置在搬运机器人上的用于夹持管材内壁的 内定位工装，内定位工装设置在水平搬运架上，水平搬运架固定在搬运机器 人上；所述内定位工装的内侧设置有用于管材外壁定位的外定位工装，外定位工装设置在升降搬运架上，升降搬运架固定在搬运机器人上。
作为本发明的一种优选方案，所述管材固定架的前后两端均设置有管材托架，智能交替定位机构设置在两组管材托架之间。
作为本发明的一种优选方案，所述外激光头的底部设置有除锈滑座，除 锈滑座前后滑动设置在除锈滑轨上，除锈滑轨设置在除锈机架上，除锈滑轨的内部安装有与除锈滑座螺纹连接的除锈丝杆，除锈丝杆连接有除锈电机。
作为本发明的一种优选方案，所述内激光头设置在除锈机架的前后两端， 内激光头转动安装在驱动丝杆上，驱动丝杆螺纹安装在驱动滑座上，驱动丝杆连接有驱动电机。
作为本发明的一种优选方案，所述内定位工装包括内定位上压爪、内定 位下压爪，内定位上压爪、内定位下压爪之间设置有固定支杆，固定支杆的 上下两端均设置有端部夹紧气缸，端部夹紧气缸的输出端与夹板的内侧壁连接。
作为本发明的一种优选方案，所述固定支杆的端部固定连接有推拉气缸， 推拉气缸远离固定支杆的一端通过升降气缸上下滑动设置在水平搬运架上，水平搬运架固定在搬运机器人的端部。
作为本发明的一种优选方案，所述内定位上压爪、内定位下压爪上下对 称设置在搬运机器人上，内定位上压爪、内定位下压爪的截面均为与管材内壁结构适配的弧形结构。
作为本发明的一种优选方案，所述外定位工装包括外定位上压爪、外定 位下压爪，外定位上压爪、外定位下压爪上下对称设置在升降搬运架的上下两端，外定位上压爪、外定位下压爪的截面均为半封闭式的等腰梯形结构。
作为本发明的一种优选方案，所述外定位上压爪、外定位下压爪上分别 设置有上滑块、下滑块，升降搬运架上开设有与上滑块、下滑块结构适配的 升降滑槽，升降滑槽的内部转动安装有升降丝杆，升降丝杆上设置有旋向相 反的上螺纹段、下螺纹段，上螺纹段与上滑块螺纹连接，下螺纹段与下滑块螺纹连接，升降丝杆的顶端连接有升降电机。
作为本发明的一种优选方案，所述搬运机器人上设置有移动立柱，移动 立柱的顶端通过平移滑座左右滑动设置在平移滑轨内，平移滑轨的内部安装 有平移丝杆，平移丝杆贯穿平移滑座设置，并与平移滑座螺纹连接，平移丝杆连接有平移电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种移动式激光清洗及除锈设备，在该设备实际使用时， 能够通过智能交替定位机构来夹取管材固定架上的待处理的管材，通过智能 交替定位机构与除锈机构的配合，实现对管材的内外壁进行移动式的智能化 自动交替激光清洗及除锈处理，极大的提高了管材处理效率和质量，智能化和自动化程度较高。
附图说明
图 1 为本发明的整体俯视图；
图 2 为本发明的局部俯视图；
图 3 为本发明的主视图；
图 4 为本发明的智能交替定位机构的具体结构示意图；
图 5 为本发明的智能交替定位机构的局部结构示意图。
图中：1、管材固定架；2、外激光头；3、内激光头；4、管材托架；5、 除锈机架；6、搬运机器人；7、内定位上压爪；8、内定位下压爪；9、水平 搬运架；10、外定位上压爪；11、外定位下压爪；12、上滑块；13、下滑块； 14、升降搬运架；15、移动立柱；16、平移滑座；17、平移滑轨；18、除锈 电机；19、升降气缸；20、除锈滑座；21、除锈滑轨；22、驱动丝杆；23、 驱动滑座；24、驱动电机；25、固定支杆；26、端部夹紧气缸；27、推拉气 缸；28、升降丝杆；29、升降电机；30、平移丝杆；31、平移电机；32、除锈丝杆。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直 ”、“上 ”、“下 ”、 “水平 ”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是 为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须 具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术 语“设置 ”、“安装 ”、“相连 ”、“连接 ”应做广义理解，例如，可以是 固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以 是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元 件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图 1-5，本发明提供一种技术方案：一种移动式激光清洗及除锈设 备，包括管材固定架 1、除锈机构、智能交替定位机构；所述除锈机构包括分 别用于管材内外壁激光除锈的外激光头 2、内激光头 3，外激光头 2、内激光 头 3 均前后滑动设置在除锈机架 5 上；所述除锈机架 5 与管材固定架 1 之间 设置有两组分别位于管材前后两端的搬运机器人 6，搬运机器人 6 通过平移电机 31 驱动左右滑动设置在平移滑轨 17 内；
所述智能交替定位机构包括设置在搬运机器人 6 上的用于夹持管材内壁 的内定位工装，内定位工装设置在水平搬运架 9 上，水平搬运架 9 固定在搬 运机器人 6 上；所述内定位工装的内侧设置有用于管材外壁定位的外定位工装，外定位工装设置在升降搬运架 14 上，升降搬运架 14 固定在搬运机器人 6上。
作为一种优选实施例，所述管材固定架 1 的前后两端均设置有管材托架4，智能交替定位机构设置在两组管材托架 4 之间。
作为一种优选实施例，所述外激光头 2 的底部设置有除锈滑座 20，除锈 滑座20 前后滑动设置在除锈滑轨 21 上，除锈滑轨 21 设置在除锈机架 5 上， 除锈滑轨 21的内部安装有与除锈滑座 20 螺纹连接的除锈丝杆 32，除锈丝杆32 连接有除锈电机 18。
作为一种优选实施例，所述内激光头 3 设置在除锈机架 5 的前后两端， 内激光头 3 转动安装在驱动丝杆 22 上，驱动丝杆 22 螺纹安装在驱动滑座 23上，驱动丝杆 22连接有驱动电机 24。
作为一种优选实施例，所述内定位工装包括内定位上压爪 7、内定位下压 爪 8，内定位上压爪 7、内定位下压爪 8 之间设置有固定支杆 25，固定支杆 25 的上下两端均设置有端部夹紧气缸 26，端部夹紧气缸 26 的输出端与夹板的内侧壁连接。
作为一种优选实施例，所述固定支杆 25 的端部固定连接有推拉气缸 27， 推拉气缸 27 远离固定支杆 25 的一端通过升降气缸 19 上下滑动设置在水平搬运架 9 上，水平搬运架 9 固定在搬运机器人 6 的端部。
作为一种优选实施例，所述内定位上压爪 7、内定位下压爪 8 上下对称设 置在搬运机器人 6 上，内定位上压爪 7、内定位下压爪 8 的截面均为与管材内壁结构适配的弧形结构。
作为一种优选实施例，所述外定位工装包括外定位上压爪 10、外定位下 压爪11，外定位上压爪 10、外定位下压爪 11 上下对称设置在升降搬运架 14 的上下两端，外定位上压爪 10、外定位下压爪 11 的截面均为半封闭式的等腰梯形结构。
作为一种优选实施例，所述外定位上压爪 10、外定位下压爪 11 上分别设置有上滑块 12、下滑块 13，升降搬运架 14 上开设有与上滑块 12、下滑块 13 结构适配的升降滑槽，升降滑槽的内部转动安装有升降丝杆 28，升降丝杆 28 上设置有旋向相反的上螺纹段、下螺纹段，上螺纹段与上滑块 12 螺纹连接，下螺纹段与下滑块 13 螺纹连接，升降丝杆 28 的顶端连接有升降电机 29。
作为一种优选实施例，所述搬运机器人 6 上设置有移动立柱 15，移动立 柱 15的顶端通过平移滑座 16 左右滑动设置在平移滑轨 17 内，平移滑轨 17 的内部安装有平移丝杆 30，平移丝杆 30 贯穿平移滑座 16 设置，并与平移滑座 16 螺纹连接，平移丝杆30 连接有平移电机 31。
工作原理：在该设备实际使用时，启动平移电机 31，使得平移电机 31 带 动平移丝杆 30 转动，平移丝杆 30 通过与平移滑座 16 的螺纹连接，使得平移 滑座 16 通过移动立柱 15 带动搬运机器人 6 移动至管材固定架 1 一侧，使得 外定位上压爪 10、外定位下压爪 11 分别位于管材托架 4 上的管材的上方、下方，使得内定位上压爪 7、内定位下压爪 8 均位于管材内腔的外端部。
启动升降电机 29，使得升降电机 29 带动升降丝杆 28 转动，升降丝杆 28 通过与上滑块 12、下滑块 13 的螺纹连接，使得外定位上压爪 10、外定位下压爪 11 逐渐靠近，直至夹紧管材的外壁，并使得管材脱离管材托架 4。
启动平移电机 31，使得搬运机器人 6 通过外定位上压爪 10、外定位下压爪 11的配合将管材移动至除锈机构处；
启动驱动电机 24，使得驱动电机 24 带动驱动丝杆 22 转动，驱动丝杆 22 通过与驱动滑座 23 的螺纹连接，使得驱动丝杆 22 逐渐推动内激光头 3 沿管材内壁的方向逐渐深入，进而对管材的内壁进行激光清洗及除锈工作。
管材内壁处理完毕后，通过升降气缸 19 推动推拉气缸 27 高度下移至合 适的位置，启动推拉气缸 27，使得推拉气缸 27 推动固定支杆 25 向管材内腔 的内部移动，然后启动端部夹紧气缸 26，使得该气缸推动内定位上压爪 7、内定位下压爪 8 分别夹紧管材的上下内壁；启动升降电机 29 反向旋转，使得外定位上压爪 10、外定位下压爪 11 相互分离并脱离管材的外壁。
启动除锈电机 18，使得除锈电机 18 带动除锈丝杆 32 转动，除锈丝杆 32 通过与除锈滑座 20 的配合，带动外激光头 2 在除锈滑轨 21 上水平滑移，进 而对管材的外壁进行激光清洗及除锈工作，以此完成对管材的内外壁进行移动式的智能化自动交替激光清洗及除锈处理工作。
值得注意的是：整个装置通过可编程的智能 PLC 工业控制系统对其实现 控制，由于上述控制系统为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种移动式激光清洗及除锈设备，其特征在于：包括管材固定架（1）、 除锈机构、智能交替定位机构；所述除锈机构包括分别用于管材内外壁激光 除锈的外激光头（2）、内激光头（3），外激光头（2）、内激光头（3）均 前后滑动设置在除锈机架（5）上；所述除锈机架（5）与管材固定架（1）之 间设置有两组分别位于管材前后两端的搬运机器人（6），搬运机器人（6）通过平移电机（31）驱动左右滑动设置在平移滑轨（17）内；
所述智能交替定位机构包括设置在搬运机器人（6）上的用于夹持管材内 壁的内定位工装，内定位工装设置在水平搬运架（9）上，水平搬运架（9） 固定在搬运机器人（6）上；所述内定位工装的内侧设置有用于管材外壁定位 的外定位工装，外定位工装设置在升降搬运架（14）上，升降搬运架（14）固定在搬运机器人（6）上；
所述管材固定架（1）的前后两端均设置有管材托架（4），智能交替定位机构设置在两组管材托架（4）之间；
所述内定位工装包括内定位上压爪（7）、内定位下压爪（8），内定位 上压爪（7）、内定位下压爪（8）之间设置有固定支杆（25），固定支杆（25） 的上下两端均设置有端部夹紧气缸（26），端部夹紧气缸（26）的输出端与夹板的内侧壁连接；
所述固定支杆（25）的端部固定连接有推拉气缸（27），推拉气缸（27） 远离固定支杆（25）的一端通过升降气缸（19）上下滑动设置在水平搬运架（9）上，水平搬运架（9）固定在搬运机器人（6）的端部；
所述外定位工装包括外定位上压爪（10）、外定位下压爪（11），外定 位上压爪（10）、外定位下压爪（11）上下对称设置在升降搬运架（14）的 上下两端，外定位上压爪（10）、外定位下压爪（11）的截面均为半封闭式的等腰梯形结构；
所述外定位上压爪（10）、外定位下压爪（11）上分别设置有上滑块（12）、下滑块（13），升降搬运架（14）上开设有与上滑块（12）、下滑块（13）结构适配的升降滑槽，升降滑槽的内部转动安装有升降丝杆（28），升降丝杆（28）上设置有旋向相反的上螺纹段、下螺纹段，上螺纹段与上滑块（12） 螺纹连接，下螺纹段与下滑块（13）螺纹连接，升降丝杆（28）的顶端连接有升降电机（29）。
2.根据权利要求 1 所述的一种移动式激光清洗及除锈设备，其特征在于： 所述外激光头（2）的底部设置有除锈滑座（20），除锈滑座（20）前后滑动 设置在除锈滑轨（21）上，除锈滑轨（21）设置在除锈机架（5）上，除锈滑轨（21）的内部安装有与除锈滑座（20）螺纹连接的除锈丝杆（32），除锈丝杆（32）连接有除锈电机（18）。
3.根据权利要求 1 所述的一种移动式激光清洗及除锈设备，其特征在于： 所述内激光头（3）设置在除锈机架（5）的前后两端，内激光头（3）转动安 装在驱动丝杆（22）上，驱动丝杆（22）螺纹安装在驱动滑座（23）上，驱动丝杆（22）连接有驱动电机（24）。
4.根据权利要求 1 所述的一种移动式激光清洗及除锈设备，其特征在于： 所述内定位上压爪（7）、内定位下压爪（8）上下对称设置在搬运机器人（6） 上，内定位上压爪（7）、内定位下压爪（8）的截面均为与管材内壁结构适配的弧形结构。
5.根据权利要求 1 所述的一种移动式激光清洗及除锈设备，其特征在于： 所述搬运机器人（6）上设置有移动立柱（15），移动立柱（15）的顶端通过 平移滑座（16）左右滑动设置在平移滑轨（17）内，平移滑轨（17）的内部 安装有平移丝杆（30），平移丝杆（30）贯穿平移滑座（16）设置，并与平移滑座（16）螺纹连接，平移丝杆（30）连接有平移电机（31）。
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