CN116329721B - 一种机器人等离子切割线除尘装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人等离子切割线除尘装置及方法，包括顶端开口的箱体结构，箱体结构的顶端开口处可水平滑动的设置有两个顶板，两个顶板上分别设置有喷淋结构一，箱体结构与抽水结构连接；还包括等离子切割机，等离子切割机设置在滑动结构上，等离子切割机上的喷枪管竖直穿过两个顶板之间的空间，喷枪管侧部且围框结构的内部设置有喷淋结构二，喷淋结构一和喷淋结构二连接。本发明提供的机器人等离子切割线除尘装置及方法，在等离子切割时，能够进行高效除尘，同时还实现了节能和防振的综合技术效果。

Description

一种机器人等离子切割线除尘装置及方法

技术领域

本发明属于切割技术领域，具体为一种机器人等离子切割线除尘装置及方法。

背景技术

梁类零件在汽车结构上应用十分广泛，大多数起到承载的作用。卡车车架是汽车的脊梁，承载整个车身及货物的重量，纵梁是车架的重要组成部分。各类底盘零部件均需要安装在纵梁上，如发动机、变速箱、前后桥、油箱等。因此纵梁需要有相应的外形来满足产品需求。

目前的纵梁切割往往采用等离子切割方式进行加工，却造成了烟气大、灰尘大、被切割工件变形大、生产场地污染大的严重缺点，而水下等离子切割是目前解决这些技术问题最好的一种切割方式，然而，水下等离子切割时，还具有以下不可消除的缺点：

（1）必须配有防撞装置，水下切割时，水面由于引弧和切割气体的冲击，极易让水产生浑浊，肉眼是根本看不到割枪行走的位置和割枪距离钢板的高度，在切割过程中，变形的钢板若凸起，会碰撞到割枪，造成割枪的断裂或者损伤；

（2）必须配有弧压自动调高装置，其切割速度要慢一点，切割质量差一点，调高系统不好的话，还会砸枪；

（3）由于受到水的影响，切割速度、切割能力、表面光洁度相比于干式切割都有不同程度的下降，切割相同厚度的钢板时所消耗电能比干式切割高约15%，多出的能量主要是为了克服水的阻隔影响；

（4）水下等离子切割机的价格昂贵，购买厂家比较少。

综上所述，本方案针对现有的水下等离子切割方式进行改进，提出了一种新的等离子切割方式，以便能够解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人等离子切割线除尘装置及方法，解决了在等离子切割时，如何高效除尘的技术问题，同时还实现了节能和防振的综合技术效果。

一种机器人等离子切割线除尘装置，包括顶端开口的箱体结构，所述箱体结构的顶端开口处水平滑动的设置有两个顶板，两个所述顶板上分别设置有喷淋结构一，所述箱体结构与抽水结构连接；

还包括等离子切割机，所述等离子切割机设置在滑动结构上，所述等离子切割机上的喷枪管竖直穿过两个所述顶板之间的空间，所述喷枪管侧部且所述围框结构的内部设置有喷淋结构二，所述喷淋结构一和所述喷淋结构二连接。

所述顶板为壳体状且其内侧设置有开口槽，所述开口槽与所述喷淋结构一连接；

所述喷淋结构一包括设置在所述开口槽内的水囊袋、呈直线阵列设置在所述水囊袋底端的若干软管、与所述软管一底端连接的喷头、与所述水囊袋外侧部连接的水管，所述水管通过水泵一与水箱连接，所述软管穿过所述顶板底面设置的长条通孔；

两个所述水囊袋之间穿设有所述喷枪管，两个所述喷淋结构一分别设置在所述喷枪管的两侧。

所述喷淋结构二包括水平设置在所述喷枪管上的固定板、分别设置在所述固定板两端上方的水袋一和水袋二，所述水袋一通过连接管二与其中一所述水囊袋连接，所述水袋二通过连接管一与其中另一所述水囊袋连接；

两个所述水囊袋之间穿设有所述连接管一和所述连接管二，所述水袋一和所述水袋二分别设置在所述喷枪管的两侧；

所述水袋一和所述水袋二的底端均设置有喷水管，所述喷水管竖直穿过所述固定板。

若干的所述喷头与转动机构连接，所述转动机构与所述箱体结构连接；

所述转动机构包括水平设置的串联杆，所述串联杆与若干的所述喷头一外侧同时连接，所述串联杆的两端分别通过轴承连接在所述箱体结构上，所述串联杆的一端设置有齿轮，所述齿轮与限位机构连接，所述限位机构设置在所述箱体结构的外部。

所述限位机构包括固定筒、分别设置在所述固定筒两端的齿杆一和齿杆二、设置在所述固定筒内部的弹簧，所述齿杆一和所述齿杆二的内端分别连接在所述弹簧上，所述齿杆一和所述齿杆二的外端分别与两个所述齿轮啮合连接；

所述齿杆一和所述齿杆二的外侧分别垂直设置有移动柱一和移动柱二，所述移动柱一和所述移动柱二分别穿过所述固定筒外侧设置的长条通槽。

所述箱体结构包括支撑槽板、分别竖直设置在所述支撑槽板两侧的侧玻璃板一和侧玻璃板二、竖直设置在所述支撑槽板一端的端部板、竖直设置在所述支撑槽板另一端的定位板和门板，所述门板滑动的设置在所述定位板的下方，形成围框结构；

所述串联杆的两端分别连接在所述端部板、所述定位板上，所述限位机构设置在所述定位板上。

所述抽水结构包括通过管道一与所述支撑槽板连接的水泵二、与所述水泵二连接的平衡箱，所述平衡箱通过管道二与所述水箱连接。

所述支撑槽板的上方设置有放料平台，所述放料平台包括水平穿过所述支撑槽板两侧的若干移动辊、与其中一所述移动辊连接的移料电机、水平设置在所述支撑槽板两侧的推动气缸，相邻的两个所述移动辊端部通过传动带连接。

两个所述顶板的上端面分别设置有限位槽，所述等离子切割机的两侧分别设置有限位杆，两个所述限位杆的底端分别嵌入在两个所述限位槽中。

一种机器人等离子切割线除尘方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：设置一个底端、四周均封闭的空间；

步骤S2：在该空间的顶端设置水平移动的顶板，将等离子切割机的喷枪管伸入到该空间中，顶板随着喷枪管的移动而运动；

步骤S3：在该空间内上方设置有喷淋结构，所述喷淋结构能够喷出水柱，并将喷枪管的四周围绕起来；

步骤S4：在该空间的下方设置有放料平台，将待切割件放在其上，并对其进行位置限定；

步骤S5：设置一个抽水结构，不仅对空间底端的喷淋水抽出，而且还使空间内形成负压效果。

本发明的有益效果为：

（1）本方案中，将待加工件放在封闭的箱体结构中，在箱体结构的上方设置有两个对接的水囊袋，将喷枪管穿过两个水囊袋，产生了以下几点技术效果：

一是创造一个封闭的空间，避免切割烟尘逸散；

二是从两个水囊袋中形成两列的水柱，具有隔绝和吸收水柱两侧烟尘的技术效果，保护了喷头；

三是当喷枪管穿过两个紧靠的水囊袋时，由于水囊袋中具有大量的水分，具有良好的振动缓冲效果，避免产生较大的尺寸误差；

四是设置有转动机构，并与水囊袋配合，使得水柱的喷射角度能够根据实际的情形进行调节，当切割结束后，还具有冲洗工件、箱体结构的技术效果；

（2）在喷枪管的上方设置有固定板，固定板上设置有两个水袋，水袋的底端设置有喷水管，一方面，在喷枪管的两侧形成水帘，水帘落在线切割件上，对线切割件进行润湿降温，当等离子火花接触到润湿的线切割件后，有助于烟尘的吸收，此时就没有必要再设置防撞装置和弧压自动调高装置，节省了能源；

另一方面，固定板设置在两个水囊袋开口的位置，起到了封闭的效果，避免残余未被吸收的烟尘逸散出去；

（3）本方案中设置有水泵二和平行箱，一方面，将支撑槽板内的水抽出来，避免待切割件没入在水中，避免增加切割的困难，另一方面，水泵二的强力抽吸效果，还有助于箱体结构内形成负压，进而避免烟尘从两个水囊袋之间逸散出去；

（4）本方案既不同于常态下的等离子切割过程，也不同于现有技术中将待加工件放置在水中进行切割的情形，而是采用喷淋的方式对工件进行降温，减少形变，且起到了除尘、节能和防振动的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中切割线除尘装置的结构图一。

图2为本发明实施例中切割线除尘装置的结构图二。

图3为本发明实施例中水囊袋的布置结构示意图。

图4为本发明实施例中喷淋结构一的主视图。

图5为本发明实施例中喷淋结构二的结构示意图。

图6为本发明实施例中转动机构和限位机构的结构示意图。

图7为本发明实施例中支撑辊的安装结构示意图。

图8为本发明实施例中箱体结构的内部结构示意图。

其中，附图标记为：1、支架；2、动力轮；3、推动气缸；4、侧玻璃板一；41、侧玻璃板二；5、移料电机；6、门板；61、端部板；7、定位板；8、齿轮；9、齿杆一；91、齿杆二；10、固定筒；101、移动柱一；102、移动柱二；131、支撑辊一；133、支撑辊二；14、顶板；141、限位槽；142、限位块；15、水囊袋；151、水管；152、软管；153、串联杆；154、喷头；18、等离子切割机；181、喷枪管；182、水袋一；183、固定板；184、水袋二；185、连接管一；186、连接管二；19、小车；20、驱动电机；21、横梁；22、限位杆；23、水箱；231、水泵一；232、平衡箱；233、水泵二；24、支撑槽板；25、移动辊；26、待切割件。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1-图8，一种机器人等离子切割线除尘装置，包括顶端开口的箱体结构，箱体结构的顶端开口处水平滑动的设置有两个顶板14，两个顶板14上分别设置有喷淋结构一，箱体结构与抽水结构连接；

还包括等离子切割机18，等离子切割机18设置在滑动结构上，等离子切割机18上的喷枪管181竖直穿过两个顶板14之间的空间，喷枪管181侧部且围框结构的内部设置有喷淋结构二，喷淋结构一和喷淋结构二连接。

更优地，在侧玻璃板一4和侧玻璃板二41与两个顶板14之间，分别水平可转动的设置有支撑辊一131和支撑辊二133，支撑辊一131或者支撑辊二133的两端分别铰接在定位板7和端部板61上；同时，在顶板14的外端设置有限位块142，限位块142可滑动的设置在定位板7或者端部板61上设置的滑槽中，当限位杆22在等离子切割机18横向运动的作用下，可以带动两个顶板14横向滑动。

滑动结构包括横梁21、设置在横梁21上的小车19，横梁21的两端分别设置有支架1，支架1的底端设置有动力轮2，在小车19的带动下，等离子切割机18可以在横梁上横向运动，在动力轮2的作用下，支架可以在相应的轨道上纵向运动，这实际属于为本领域技术人员容易实现的现有技术，在此不再详述。

更优地，可以在小车19上设置齿轮结构，在横梁上设置齿杆结构，在驱动电机20的作用下，带动小车19移动。

顶板14为壳体状且其内侧设置有开口槽，开口槽与喷淋结构一连接；

喷淋结构一包括设置在开口槽内的水囊袋15、呈直线阵列设置在水囊袋15底端的若干软管152、与软管152一底端连接的喷头154、与水囊袋15外侧部连接的水管151，水管151通过水泵一231与水箱23连接，软管152穿过顶板14底面设置的长条通孔；

两个水囊袋15之间穿设有喷枪管181，两个喷淋结构一分别设置在喷枪管181的两侧。即喷枪管181竖直穿过两个水囊袋15之间，被两个水囊袋15挤压住即可，水囊袋15可以采用耐高温的硅胶材质，或者水囊袋15的外侧设置有耐高温的纳米隔热层。

将水囊袋15设置在开口槽内，具有两个技术效果，一是对水囊袋15进行限位，二是在开口槽内侧的挤压效果下，喷头154中更容易将水喷出。

喷淋结构二包括水平设置在喷枪管181上的固定板183、分别设置在固定板183两端上方的水袋一182和水袋二184，水袋一182通过连接管二186与其中一水囊袋15连接，水袋二184通过连接管一185与其中另一水囊袋15连接；

两个水囊袋15之间穿设有连接管一185和连接管二186，水袋一182和水袋二184分别设置在喷枪管181的两侧；

水袋一182和水袋二184的底端均设置有喷水管，喷水管竖直穿过固定板183。

若干的喷头154与转动机构连接，转动机构与箱体结构连接；

转动机构包括水平设置的串联杆153，串联杆153与若干的喷头154一外侧同时连接，串联杆153的两端分别通过轴承连接在箱体结构上，串联杆153的一端设置有齿轮8，齿轮8与限位机构连接，限位机构设置在箱体结构的外部。

限位机构包括固定筒10、分别设置在固定筒10两端的齿杆一9和齿杆二91、设置在固定筒10内部的弹簧，齿杆一9和齿杆二91的内端分别连接在弹簧上，齿杆一9和齿杆二91的外端分别与两个齿轮8啮合连接；

齿杆一9和齿杆二91的外侧分别垂直设置有移动柱一101和移动柱二102，移动柱一101和移动柱二102分别穿过固定筒10外侧设置的长条通槽。

箱体结构包括支撑槽板24、分别竖直设置在支撑槽板24两侧的侧玻璃板一4和侧玻璃板二41、竖直设置在支撑槽板24一端的端部板61、竖直设置在支撑槽板24另一端的定位板7和门板6，门板6滑动的设置在定位板7的下方，形成围框结构；

串联杆153的两端分别连接在端部板61、定位板7上，限位机构设置在定位板7上。

抽水结构包括通过管道一与支撑槽板24连接的水泵二233、与水泵二233连接的平衡箱232，平衡箱232通过管道二与水箱23连接。

支撑槽板24的上方设置有放料平台，放料平台包括水平穿过支撑槽板24两侧的若干移动辊25、与其中一移动辊25连接的移料电机5、水平设置在支撑槽板24两侧的推动气缸3，相邻的两个移动辊25端部通过传动带连接。

两个所述顶板14的上端面分别设置有限位槽141，所述等离子切割机18的两侧分别设置有限位杆22，两个所述限位杆22的底端分别嵌入在两个所述限位槽141中。

一种机器人等离子切割线除尘方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：设置一个底端、四周均封闭的空间；

步骤S2：在该空间的顶端设置水平移动的顶板14，将等离子切割机18的喷枪管181伸入到该空间中，顶板14随着喷枪管181的移动而运动；

步骤S3：在该空间内上方设置有喷淋结构，所述喷淋结构能够喷出水柱，并将喷枪管181的四周围绕起来；

步骤S4：在该空间的下方设置有放料平台，将待切割件26放在其上，并对其进行位置限定；

步骤S5：设置一个抽水结构，不仅对空间底端的喷淋水抽出，而且还使空间内形成负压效果。

本发明的具体工作过程：

根据本方案中的结构特征的描述，制备并安装好上述的装置。将门板6抽到箱体结构的一侧，将待切割件26放置在放料平台中，并利用推动气缸3进行限位；

喷枪管181穿过两个水囊袋15之间，同时两个限位杆22的底端分别嵌入在两个顶板14的限位槽141内，启动水泵一231，对两个水囊袋15进行供水，水囊袋15的充水速度要远远大于从软管152、连接管中流出的水，这样才能保证软管152、连接管内具有一定的水压；

在支撑槽板24底端设置有水泵二233，利用水泵二233，将支撑槽板24内的水抽到平衡箱232中，待平衡箱232内的渣滓沉淀过滤后，较为清洁的水进入到水箱23中，参与下一个循环，有助于节省水资源；

当需要使得软管152下的水柱具有一定的倾角时，可以转动齿轮8，使得串联杆153带动喷头154转动一定的角度，由于软管152为柔性状态，此时并不影响到水柱的下落；当整个切割过程结束后，也可以采用喷头154，对工件或者箱体结构的内壁进行清洗工作；

在喷枪管181的侧部设置固定板183，同时设置水袋一182和水袋二184，形成水帘，水帘和水柱将喷枪管181的四周围起，明显的限制了烟尘的扩散。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种机器人等离子切割线除尘装置，其特征在于，包括顶端开口的箱体结构，所述箱体结构的顶端开口处水平滑动的设置有两个顶板（14），两个所述顶板（14）上分别设置有喷淋结构一，所述箱体结构与抽水结构连接；

还包括等离子切割机（18），所述等离子切割机（18）设置在滑动结构上，所述等离子切割机（18）上的喷枪管（181）竖直穿过两个所述顶板（14）之间的空间，所述喷枪管（181）侧部且围框结构的内部设置有喷淋结构二，所述喷淋结构一和所述喷淋结构二连接；

所述顶板（14）为壳体状且其内侧设置有开口槽，所述开口槽与所述喷淋结构一连接；

所述喷淋结构一包括设置在所述开口槽内的水囊袋（15）、呈直线阵列设置在所述水囊袋（15）底端的若干软管（152）、与所述软管（152）一底端连接的喷头（154）、与所述水囊袋（15）外侧部连接的水管（151），所述水管（151）通过水泵一（231）与水箱（23）连接，所述软管（152）穿过所述顶板（14）底面设置的长条通孔；

两个所述水囊袋（15）之间穿设有所述喷枪管（181），两个所述喷淋结构一分别设置在所述喷枪管（181）的两侧；

所述喷淋结构二包括水平设置在所述喷枪管（181）上的固定板（183）、分别设置在所述固定板（183）两端上方的水袋一（182）和水袋二（184），所述水袋一（182）通过连接管二（186）与其中一所述水囊袋（15）连接，所述水袋二（184）通过连接管一（185）与其中另一所述水囊袋（15）连接；

两个所述水囊袋（15）之间穿设有所述连接管一（185）和所述连接管二（186），所述水袋一（182）和所述水袋二（184）分别设置在所述喷枪管（181）的两侧；

所述水袋一（182）和所述水袋二（184）的底端均设置有喷水管，所述喷水管竖直穿过所述固定板（183）；

若干的所述喷头（154）与转动机构连接，所述转动机构与所述箱体结构连接；

所述转动机构包括水平设置的串联杆（153），所述串联杆（153）与若干的所述喷头（154）一外侧同时连接，所述串联杆（153）的两端分别通过轴承连接在所述箱体结构上，所述串联杆（153）的一端设置有齿轮（8），所述齿轮（8）与限位机构连接，所述限位机构设置在所述箱体结构的外部；

所述限位机构包括固定筒（10）、分别设置在所述固定筒（10）两端的齿杆一（9）和齿杆二（91）、设置在所述固定筒（10）内部的弹簧，所述齿杆一（9）和所述齿杆二（91）的内端分别连接在所述弹簧上，所述齿杆一（9）和所述齿杆二（91）的外端分别与两个所述齿轮（8）啮合连接；

所述齿杆一（9）和所述齿杆二（91）的外侧分别垂直设置有移动柱一（101）和移动柱二（102），所述移动柱一（101）和所述移动柱二（102）分别穿过所述固定筒（10）外侧设置的长条通槽；

所述箱体结构包括支撑槽板（24）、分别竖直设置在所述支撑槽板（24）两侧的侧玻璃板一（4）和侧玻璃板二（41）、竖直设置在所述支撑槽板（24）一端的端部板（61）、竖直设置在所述支撑槽板（24）另一端的定位板（7）和门板（6），所述门板（6）滑动的设置在所述定位板（7）的下方，形成围框结构；

所述串联杆（153）的两端分别连接在所述端部板（61）、所述定位板（7）上，所述限位机构设置在所述定位板（7）上。

2.根据权利要求1所述的机器人等离子切割线除尘装置，其特征在于，所述抽水结构包括通过管道一与所述支撑槽板（24）连接的水泵二（233）、与所述水泵二（233）连接的平衡箱（232），所述平衡箱（232）通过管道二与所述水箱（23）连接。

3.根据权利要求1所述的机器人等离子切割线除尘装置，其特征在于，所述支撑槽板（24）的上方设置有放料平台，所述放料平台包括水平穿过所述支撑槽板（24）两侧的若干移动辊（25）、与其中一所述移动辊（25）连接的移料电机（5）、水平设置在所述支撑槽板（24）两侧的推动气缸（3），相邻的两个所述移动辊（25）端部通过传动带连接。

4.根据权利要求1所述的机器人等离子切割线除尘装置，其特征在于，两个所述顶板（14）的上端面分别设置有限位槽（141），所述等离子切割机（18）的两侧分别设置有限位杆（22），两个所述限位杆（22）的底端分别嵌入在两个所述限位槽（141）中。

5.一种机器人等离子切割线除尘方法，采用如权利要求1-4任一项所述的机器人等离子切割线除尘装置，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1：设置一个底端、四周均封闭的空间；

步骤S2：在该空间的顶端设置水平移动的顶板（14），将等离子切割机（18）的喷枪管（181）伸入到该空间中，顶板（14）随着喷枪管（181）的移动而运动；

步骤S3：在该空间内上方设置有喷淋结构，所述喷淋结构能够喷出水柱，并将喷枪管（181）的四周围绕起来；

步骤S4：在该空间的下方设置有放料平台，将待切割件（26）放在其上，并对其进行位置限定；

步骤S5：设置一个抽水结构，不仅对空间底端的喷淋水抽出，而且还使空间内形成负压效果。