CN117123926A - 一种高效率去除高压导电管氧化层的装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效率去除高压导电管氧化层的装置及使用方法，包括机器人、激光清洗系统和除尘系统，还包括双工位变位机系统和工件检测装置；双工位变位机系统包括旋转变位机和工装框架，工装框架通过工装固定板安装在旋转变位机上，工装框架上侧固定工装支撑板，工装框架中部固定防护视窗并通过防护视窗分隔出激光清洗和上下料两个工位，旋转变位机具有手动控制按钮，X方向定位板和Y方向定位板固定于工装框架侧面，X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组均由气缸驱动且均固定于工装框架内部，柔性夹紧装置固定于X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组。本发明可高效去除工件表面的氧化层使其表面一致性更好，导电率更加稳定且满足生产需求，使用成本低。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗技术领域，具体涉及一种高效率去除高压导电管氧化层的装置及使用方法。
背景技术
目前国内导电管表面去除工作主要以人工打磨为主，人工打磨效率低，一致性差，打磨后的导电率不稳定，打磨过程中容易伤基材，且打磨产生的铝粉会暴露在空气中，危害人的身体健康。
虽然目前也存在一些设备可实现半自动化操作，但是其结构相对复杂，成本高，而且上下料效率低，且智能化程度低，容易出现上下料不及时的情况，导致清洗中断连续性差以及生产效率低等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高效率去除高压导电管氧化层的装置及使用方法，可高效去除高压导电管的氧化层，并且可以保证去除氧化层后的导电率。
本发明是通过如下技术方案实现的：
提供一种高效率去除高压导电管氧化层的装置，包括机器人、激光清洗系统和除尘系统，还包括双工位变位机系统和工件检测装置；
双工位变位机系统位于机器人的前方，包括旋转变位机，工装框架、X方向定位板、Y方向定位板、X方向夹紧模组、Y方向夹紧模组、柔性夹紧装置和防护视窗，工装框架通过工装固定板安装在旋转变位机上，工装框架上侧固定有工装支撑板，工装框架中部通过螺丝固定有防护视窗并通过防护视窗分隔出激光清洗和上下料两个工位，旋转变位机具有可带动工装框架旋转180°切换以两个工位位置的手动控制按钮，X方向定位板和Y方向定位板固定于工装框架的侧面，X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组均由气缸驱动且均固定于工装框架内部，柔性夹紧装置固定于X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组上。
进一步的，柔性夹紧装置包括结构件，导向轴，直线轴承，压缩弹簧，压板和接近开关传感器，结构件固定于X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组上，直线轴承固定于结构件上，导向轴穿过直线轴承内部固定于压板上，弹簧套设在导向轴上，接近开关传感器固定于结构件上。
X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组自动夹紧，当压板接触到工件后，压缩弹簧逐渐被压缩，当接近开关传感器感应到工件时， X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组停止夹紧，可保证对工件的柔性夹紧，防止工件表面出现夹伤的情况发生。
进一步的，激光清洗系统包括激光清洗机、激光清洗头和清洗头支架，激光清洗机与光纤连接，激光清洗头与光纤用QBH连接，并用螺丝固定于清洗头支架上，清洗头支架用螺丝固定在机器人上。
激光清洗系统的激光清洗机可利用激光清洗头发出的激光对工件表面进行高效清洗，去除表面氧化层，清洗效率高。
进一步的，工件检测装置包括测量传感器、传感器支架和传感器保护盖，传感器用螺丝固定于传感器支架，传感器保护盖固定于传感器支架上，传感器支架固定于清洗头支架上。
工件检测装置安装在机器人上，可利用测量传感器测量与工件的实际位置，以与机器人内部的位置数据比较，可实现对工件位置的确定，以便于进行安全清洗。
进一步的，还包括安全装置，安全装置包括安全围栏和安全光栅，安全围栏呈Π形并将机器人和双工位变位机系统围设其中，安全光栅用螺丝固定于安全围栏的开口之间。
安全装置的安全围栏可将激光清洗以及双工位变位机系统围设其中，实现人机分离，提升操作安全性。
进一步的，除尘系统包括除尘机、吸尘管和吸尘口，吸尘管一端用螺丝固定于除尘机上，吸尘口用螺丝固定于吸尘管的另一端。
除尘机启动后通过产生负压，利用吸尘口对清洗产生的尘烟进行吸收，通过吸尘管吸收过滤，以降低车间污染，提升车间工作环境舒适度。
一种高效率去除高压导电管氧化层的装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、上料：将工件放置于工装支撑板，靠紧X方向定位板和Y方向定位板，并沿X方向依次放置若干个工件，放置完成后通过手动按钮控制X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组对工件进行夹紧，当压板接触到工件后，压缩弹簧逐渐被压缩，当接近开关传感器感应到工件时，发送信号给PLC控制器，PLC控制器控制X方向夹紧模组和Y方向夹紧模组停止夹紧，完成上料过程；
S2、激光清洗：上料完成后旋转变位机旋转180°，将清洗工位上未清洗工件送至机器人一侧，旋转到位后，机器人自动调取清洗程序进行清洗；在机器人进行工件检测和清洗的同时，上下料工位可以进行上下料工作；
S3、除尘：在激光清洗系统工作时，PLC控制器会控制除尘系统启动除尘机，将清洗产生的粉尘通过吸尘口吸入吸尘管内。
进一步的，在步骤S2中，机器人移动，使测量传感器测量到第一个工件的距离数值，测量传感器可以将该数值与机器人系统内设定的数值对比，若实际距离的数值与设定的数值相等，则机器人按照程序对第一个工件进行激光清洗，若实际距离的数值与设定的数值不相等，说明此处没有工件或工件摆放错误，机器人不进行清洗，并发出灯光报警，机器人自动回home点；若内侧所述机器人在home点状态，且另一侧上下料工位完成上下料工作完成，旋转变位机180°，循环进行清洗工作。
本发明的有益效果：
该装置采用人机分离，清洗与上下料分区，激光清洗与上下料可同时进行，高效且安全。
本发明通过旋转变位机实现工件的上下料，利用安全围栏和安全光栅实现人机分离，在激光清洗的同时可以进行上下料，生产效率高，连续性好。双工位装夹工装可以适应铝管、角铝、槽铝等多种类型的工件，一次上料可以放置多个工件，提高清洗效率。工件检测装置可以检测工件的有无，机器人可以根据检测结果自动回home点。本发明可以代替机械打磨，并且效率更好，一致性更好，不会伤及基材，绿色环保，可高效去除高压导电管的氧化层，并且可以保证去除氧化层后的导电率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明中双工位变位机系统的俯视图。
图4为本发明的正视图。
图5为本发明中激光清洗机与除尘机的布置示意图。
图6为本发明中柔性夹紧装置的结构示意图。
图7为本发明中机器人与工件检测装置安装示意图。
图8为本发明中工件检测装置放大示意图。
图9为图8的后视图。
图中所示：
1、机器人，2、双工位变位机系统，3、激光清洗系统，4、除尘系统，5、工件检测装置，6、安全装置；
201、旋转变位机，202、工装框架，203、工装固定板，204、工装支撑板，205、X方向定位板，206、Y方向定位板，207、X方向夹紧模组，208、Y方向夹紧模组，209、柔性夹紧装置，210、防护视窗；
209-1、结构件，209-2、导向轴，209-3、直线轴承，209-4、压缩弹簧，209-5、压板，209-6、接近开关传感器；
301、激光清洗机，302、光纤，303、激光清洗头，304、清洗头支架；
401、除尘机，402、吸尘管，403、吸尘口；
501、测量传感器，502、传感器支架，503、传感器保护盖；
601、安全围栏，602、安全光栅。
具体实施方式
为能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。
一种高效率去除高压导电管氧化层的装置，包括机器人1、激光清洗系统3和除尘系统4，还包括双工位变位机系统2和工件检测装置5；
机器人1位于装置布局的中央，是激光清洗系统3的主要动作部分，双工位变位机系统2位于机器人1的前方，主要用于工件的上下料，激光清洗系统3用于对工件的清洗，除尘系统4用于吸收和过滤激光清洗产生的粉尘，工件检测装置5是用于检测工件位置及有无，安全装置6是用于分离操作者与工业机器人，保护设备和人员的安全。
双工位变位机系统2位于机器人1的前方，包括旋转变位机201，工装框架202、X方向定位板205、Y方向定位板206、X方向夹紧模组207、Y方向夹紧模组208、柔性夹紧装置209和防护视窗210，工装框架202通过工装固定板203安装在旋转变位机201上，工装框架202上侧固定有工装支撑板204，工装框架202中部通过螺丝固定有防护视窗210并通过防护视窗210分隔出激光清洗和上下料两个工位，旋转变位机201具有可带动工装框架202旋转180°切换以两个工位位置的手动控制按钮，X方向定位板205和Y方向定位板206固定于工装框架202的侧面，X方向夹紧模组207和Y方向夹紧模组208均由气缸驱动且均固定于工装框架202内部，柔性夹紧装置209固定于X方向夹紧模组207和Y方向夹紧模组208上。
柔性夹紧装置209包括结构件209-1，导向轴209-2，直线轴承209-3，压缩弹簧209-4，压板209-5和接近开关传感器209-6，结构件209-1固定于X方向夹紧模组207和Y方向夹紧模组208上，直线轴承209-3固定于结构件209-1上，导向轴209-2穿过直线轴承209-3内部固定于压板209-5上，弹簧209-4套设在导向轴209-2上，接近开关传感器209-6固定于结构件209-1上。
激光清洗系统3包括激光清洗机301、激光清洗头303和清洗头支架304，激光清洗机301与光纤302连接，激光清洗头303与光纤302用QBH连接，并用螺丝固定于清洗头支架304上，清洗头支架304用螺丝固定在机器人1上。
工件检测装置5包括测量传感器501、传感器支架502和传感器保护盖503，测量传感器501用螺丝固定于传感器支架502，传感器保护盖503固定于传感器支架502上，传感器支架502固定于清洗头支架304上。
还包括安全装置6，安全装置6包括安全围栏601和安全光栅602，安全围栏呈Π形并将机器人1和双工位变位机系统2围设其中，安全光栅602用螺丝固定于安全围栏601的开口之间。
除尘系统4包括除尘机401、吸尘管402和吸尘口403，吸尘管402一端用螺丝固定于除尘机401上，吸尘口403用螺丝固定于吸尘管402的另一端。
一种高效率去除高压导电管氧化层的装置的使用方法，可适用于槽铝、角铝、铝管等多种规格，包括以下步骤：
S1、上料：将工件放置于工装支撑板204，靠紧X方向定位板205和Y方向定位板206，并沿X方向依次放置若干个工件，放置完成后通过手动按钮控制X方向夹紧模组207和Y方向夹紧模组208对工件进行夹紧，当压板209-5接触到工件后，压缩弹簧209-4逐渐被压缩，当接近开关传感器209-6感应到工件时，发送信号给PLC控制器，PLC控制器控制X方向夹紧模组207和Y方向夹紧模组208停止夹紧，完成上料过程；
S2、激光清洗：上料完成后旋转变位机201旋转180°，将清洗工位上未清洗工件送至机器人一侧，旋转到位后，机器人1自动调取清洗程序进行清洗；在机器人进行工件检测和清洗的同时，上下料工位可以进行上下料工作；
S3、除尘：在激光清洗系统工作时，PLC控制器会控制除尘系统启动除尘机，将清洗产生的粉尘通过吸尘口吸入吸尘管内。
在步骤S2中，机器人1移动，使测量传感器501测量到第一个工件的距离数值，测量传感器501可以将该数值与机器人系统内设定的数值对比，若实际距离的数值与设定的数值相等，则机器人1按照程序对第一个工件进行激光清洗，若实际距离的数值与设定的数值不相等，说明此处没有工件或工件摆放错误，机器人1不进行清洗，并发出灯光报警，机器人1自动回home点；若内侧所述机器人1在home点状态，且另一侧上下料工位完成上下料工作完成，旋转变位机201进行180°旋转，循环进行清洗工作。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，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；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的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，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、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (8)
1.一种高效率去除高压导电管氧化层的装置，包括机器人（1）、激光清洗系统（3）和除尘系统（4），其特征在于：还包括双工位变位机系统（2）和工件检测装置（5）；
双工位变位机系统（2）位于机器人（1）的前方，包括旋转变位机（201），工装框架（202）、X方向定位板（205）、Y方向定位板（206）、X方向夹紧模组（207）、Y方向夹紧模组（208）、柔性夹紧装置（209）和防护视窗（210），工装框架（202）通过工装固定板（203）安装在旋转变位机（201）上，工装框架（202）上侧固定有工装支撑板（204），工装框架（202）中部通过螺丝固定有防护视窗（210）并通过防护视窗（210）分隔出激光清洗和上下料两个工位，旋转变位机（201）具有可带动工装框架（202）旋转180°切换以两个工位位置的手动控制按钮，X方向定位板（205）和Y方向定位板（206）固定于工装框架（202）的侧面，X方向夹紧模组（207）和Y方向夹紧模组（208）均由气缸驱动且均固定于工装框架（202）内部，柔性夹紧装置（209）固定于X方向夹紧模组（207）和Y方向夹紧模组（208）上。
2.根据权利要求1所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置，其特征在于：柔性夹紧装置（209）包括结构件（209-1），导向轴（209-2），直线轴承（209-3），压缩弹簧（209-4），压板（209-5）和接近开关传感器（209-6），结构件（209-1）固定于X方向夹紧模组（207）和Y方向夹紧模组（208）上，直线轴承（209-3）固定于结构件（209-1）上，导向轴（209-2）穿过直线轴承（209-3）内部固定于压板（209-5）上，弹簧（209-4）套设在导向轴（209-2）上，接近开关传感器（209-6）固定于结构件（209-1）上。
3.根据权利要求1所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置，其特征在于：激光清洗系统（3）包括激光清洗机（301）、激光清洗头（303）和清洗头支架（304），激光清洗机（301）与光纤（302）连接，激光清洗头（303）与光纤（302）用QBH连接，并用螺丝固定于清洗头支架（304）上，清洗头支架（304）用螺丝固定在机器人（1）上。
4.根据权利要求3所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置，其特征在于：工件检测装置（5）包括测量传感器（501）、传感器支架（502）和传感器保护盖（503），传感器（501）用螺丝固定于传感器支架（502），传感器保护盖（503）固定于传感器支架（502）上，传感器支架（502）固定于清洗头支架（304）上。
5.根据权利要求1所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置，其特征在于：还包括安全装置（6），安全装置（6）包括安全围栏（601）和安全光栅（602），安全围栏呈Π形并将机器人（1）和双工位变位机系统（2）围设其中，安全光栅（602）用螺丝固定于安全围栏（601）的开口之间。
6.根据权利要求1所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置，其特征在于：除尘系统（4）包括除尘机（401）、吸尘管（402）和吸尘口（403），吸尘管（402）一端用螺丝固定于除尘机（401）上，吸尘口（403）用螺丝固定于吸尘管（402）的另一端。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、上料：将工件放置于工装支撑板（204），靠紧X方向定位板（205）和Y方向定位板（206），并沿X方向依次放置若干个工件，放置完成后通过手动按钮控制X方向夹紧模组（207）和Y方向夹紧模组（208）对工件进行夹紧，当压板（209-5）接触到工件后，压缩弹簧（209-4）逐渐被压缩，当接近开关传感器（209-6）感应到工件时，发送信号给PLC控制器，PLC控制器控制X方向夹紧模组（207）和Y方向夹紧模组（208）停止夹紧，完成上料过程；
S2、激光清洗：上料完成后旋转变位机（201）旋转180°，将清洗工位上未清洗工件送至机器人（1）一侧，旋转到位后，机器人（1）自动调取清洗程序进行清洗；在机器人（1）进行工件检测和清洗的同时，上下料工位可以进行上下料工作；
S3、除尘：在激光清洗系统工作时，PLC控制器会控制除尘系统启动除尘机（401），将清洗产生的粉尘通过吸尘口（403）吸入吸尘管（402）内。
8.根据权利要求7所述的高效率去除高压导电管氧化层的装置的使用方法，其特征在于：在步骤S2中，机器人（1）移动，使测量传感器（501）测量到第一个工件的距离数值，测量传感器（501）可以将该数值与机器人系统内设定的数值对比，若实际距离的数值与设定的数值相等，则机器人（1）按照程序对第一个工件进行激光清洗，若实际距离的数值与设定的数值不相等，说明此处没有工件或工件摆放错误，机器人（1）不进行清洗，并发出灯光报警，机器人（1）自动回home点；若内侧所述机器人（1）在home点状态，且另一侧上下料工位完成上下料工作完成，旋转变位机（201）180°，循环进行清洗工作。
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