CN215547898U - 一种大型不锈钢容器表面喷砂设备以及自动喷砂生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型不锈钢容器表面喷砂设备以及自动喷砂生产线，喷砂设备包括升降柱和升降柱伺服驱动模组，升降柱下端设有喷枪转动机构，包括驱动装置和喷枪固定装置，若干个喷头朝下的喷枪设置于喷枪固定装置上，驱动装置驱动喷枪固定装置向喷砂方向转动，喷枪与砂料输送软管和压缩空气输送软管连接。喷砂生产线包括喷砂设备、喷砂房房体和不锈钢容器输送机构；喷砂房房体顶部开口处设有支撑构架，升降柱伺服驱动模组设置于支撑构架上，不锈钢容器输送机构包括地轨、伺服驱动台车和伺服驱动滚轮架，不锈钢容器放置在伺服驱动滚轮架上。本实用新型喷砂设备及生产线可提高不锈钢容器喷砂表面色泽的均匀性和喷砂强度的均匀性，喷砂效率高。

Description

一种大型不锈钢容器表面喷砂设备以及自动喷砂生产线

技术领域

本实用新型属于工件喷砂技术领域，尤其涉及一种大型不锈钢容器表面喷砂设备以及自动喷砂生产线。

背景技术

喷砂设备包括干式喷砂设备和湿式喷砂设备，是采用高压气体作为动力使砂料加速，以形成高速喷射束将砂料高速喷射到需要处理的工件表面，使工件外表面的外表或形状发生变化，在磨料对工件表面的冲击和切削作用下，工件表面的清洁度和粗糙度得到了提升，从而使工件表面的机械性能得到改善，提高了工件的抗疲劳性，并增加了工件与涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰；不锈钢产品经过喷砂处理后，不但能消除不锈钢基体表面的杂质和污染物，而且能使铬、镍富集在表面，形成完整纯化膜，起到较好的防腐作用，其防腐性能可大幅度提高，不锈钢产品表面可获得均匀一致的亚光色，达到美观效果并深受客户的喜爱。

但目前对于大型不锈钢容器表面的喷砂仍然采用人工喷砂，由于一个人只能手持一把喷枪，因此喷砂效率低下，工作环境恶劣，手动喷砂劳动强度大；由于大型不锈钢容器表面为回转体特征，在不锈钢容器端部有球形或椭圆形封头，中间有圆柱形表面或者圆锥形表面，不锈钢容器表面还有若干大小不一的管接头和法兰以及附件，不锈钢容器的直径从几百毫米到几千毫米，不锈钢容器的长度从几米到十几米，由于不锈钢容器的形状复杂，外形变化较大，受到工件复杂结构的限制，目前现有技术还没有大型不锈钢容器表面自动湿式喷砂的技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种大型不锈钢容器表面喷砂设备以及自动喷砂生产线，可提高不锈钢容器喷砂表面色泽的均匀性和喷砂强度的均匀性，且喷砂效率高。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，包括设备本体，所述设备本体包括升降柱和升降柱伺服驱动模组，所述升降柱伺服驱动模组驱动所述升降柱水平和竖直移动，

所述升降柱下端设有喷枪转动机构，所述喷枪转动机构包括驱动装置和喷枪固定装置，若干个喷头朝下的喷枪设置于所述喷枪固定装置上，所述驱动装置驱动所述喷枪固定装置向喷砂方向转动，所述喷枪与砂料输送软管和压缩空气输送软管连接。

更进一步地，所述驱动装置包括设置于所述升降柱下端的安装支架，所述安装支架上设有第一伺服驱动旋转变位器，所述第一伺服驱动旋转变位器的法兰上连接有第一旋转轴，所述第一旋转轴侧面设有安装法兰，所述安装法兰上安装有第二伺服驱动旋转变位器，所述第二伺服驱动旋转变位器的法兰上连接有第二旋转轴，所述第二旋转轴上安装有所述喷枪固定装置。

更进一步地，所述驱动装置包括机器人和旋转轴，所述旋转轴设置于所述机器人操作臂的末端，所述旋转轴上安装有所述喷枪固定装置。

更进一步地，所述喷枪固定装置包括安装平面，所述安装平面上均布有若干个螺孔，若干个喷枪固定环安装于所述螺孔中，所述喷枪固定环带有锁紧螺栓，若干个所述喷枪安装在所述喷枪固定环中并用螺栓锁紧；

所述安装平面四周安装有防撞传感器或机械触碰传感器，所述防撞传感器或机械触碰传感器方向向下可探测下部以及四周设定距离的障碍物。

更进一步地，所述升降柱伺服驱动模组包括伺服驱动水平移动模组和伺服驱动垂直移动模组，所述伺服驱动水平移动模组的水平移动滑台上安装有连接支架，所述连接支架的侧面安装有所述伺服驱动垂直移动模组，所述伺服驱动垂直移动模组的垂直移动滑台上安装有所述升降柱。

更进一步地，所述升降柱上设有软管支架，所述砂料输送软管和压缩空气输送软管固定于所述软管支架上。

一种大型不锈钢容器表面自动喷砂生产线，包括所述设备本体，还包括喷砂房房体和不锈钢容器输送机构；所述喷砂房房体顶部设有开口，开口处设有支撑构架，所述设备本体上的所述升降柱伺服驱动模组设置于所述支撑构架上，所述设备本体从开口处伸入所述喷砂房房体内；

所述不锈钢容器输送机构包括地轨、伺服驱动台车和伺服驱动滚轮架，所述喷砂房房体两端设有进出口，所述喷砂房房体内地面上安装有贯穿所述进出口的所述地轨，所述伺服驱动台车在所述地轨上运行，所述伺服驱动台车上安装有所述伺服驱动滚轮架，不锈钢容器放置在所述伺服驱动滚轮架上。

更进一步地，所述喷砂房房体侧面安装有控制台以及显示屏，所述喷砂房房体内所述地轨两侧靠近所述进出口位置安装有对射的光电传感器，所述喷砂房房体内中间正上方设有向下探测的激光测距传感器；

所述伺服驱动台车上安装有电瓶、充电器、PLC以及无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述控制台无线通讯连接，所述PLC控制所述伺服驱动台车以及伺服驱动滚轮架，所述电瓶同时为所述伺服驱动台车以及伺服驱动滚轮架供电。

更进一步地，所述喷砂房房体内设有一套或多套所述不锈钢容器输送机构，每套所述不锈钢容器输送机构对应设置一套或多套所述设备本体。

本实用新型的有益效果在于：

1、针对不锈钢容器的形状复杂、外形变化较大的特点，本实用新型喷砂生产线采用激光扫描技术识别工件的外形和规划喷枪移动路径，采用伺服移动的台车以及伺服旋转变位滚轮架装载不锈钢容器，采用多轴伺服驱动的操作臂末端安装多个喷枪，采用数控方式实现伺服移动的台车、伺服旋转变位滚轮架、多轴伺服驱动的操作臂沿着规划的路径移动和摆动，可确保喷枪与不锈钢容器表面处于最佳的喷射距离和最佳的喷射角度，可大幅度提高不锈钢容器喷砂表面色泽的均匀性以及喷砂强度的均匀性。

2、采用多个喷头同时和连续工作，对复杂外形的不锈钢容器的表面实现自动喷砂，可提高喷砂效率十多倍，大量节省劳动成本。

3、采用自动喷砂技术，工作人员通过外部的控制机构控制喷砂房内部的喷砂机构进行喷砂作业，避免工作人员进入喷砂房体的内部，既提高了工作的安全性，又符合环保要求。

4、喷砂设备和生产线结构简单紧凑，相对集中布置，采用工件移动和旋转变位方式喷砂，可节省设备投资费用，适用于其他大型或超长回转体工件的表面喷砂作业。

附图说明

图 1 是本实用新型自动喷砂生产线总体结构示意图；

图 2 是本实用新型自动喷砂生产线上喷砂房房体内部结构示意图；

图 3 是本实用新型喷砂设备结构示意图；

图 4 是本实用新型喷砂设备下端局部结构示意图；

其中：1、喷砂房房体；1a、进出口；1b、透明玻璃窗；2、支撑构架；3、设备本体；4、伺服驱动台车；5、伺服驱动滚轮架；6、不锈钢容器；7、地轨；8、伺服驱动水平移动模组；9、水平移动滑台；10、连接支架；11、伺服驱动垂直移动模组；12、垂直移动滑台；13、升降柱；14、安装支架；15、第一伺服驱动旋转变位器；16、第一旋转轴；17、安装法兰；18、第二伺服驱动旋转变位器；19、第二旋转轴；20、喷枪；21、喷枪固定环；22、安装平面；23、防撞传感器；24、激光测距传感器；25、软管支架；26、砂料输送软管；27、压缩空气输送软管。

具体实施方式

为了更好地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型做进一步描述。本实用新型可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本实用新型的构思充分传达给本领域技术人员，本实用新型将仅由权利要求来限定。

如图3-4所示，本实用新型提供一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，包括设备本体3，设备本体3包括升降柱13和升降柱伺服驱动模组，升降柱伺服驱动模组驱动升降柱13水平和竖直移动。

优选地，升降柱伺服驱动模组包括伺服驱动水平移动模组8和伺服驱动垂直移动模组11，伺服驱动水平移动模组8的水平移动滑台9上安装有连接支架10，连接支架10的侧面安装有伺服驱动垂直移动模组11，伺服驱动垂直移动模组11的垂直移动滑台12上安装有升降柱13，升降柱13侧面通过法兰与垂直移动滑台12连接。

具体地，伺服驱动水平移动模组8和伺服驱动垂直移动模组11均可采用现有技术，例如采用伺服电机、连轴器、滚珠丝杆、丝杆螺母以及移动滑台的结构。

升降柱13下端设有喷枪转动机构，喷枪转动机构包括驱动装置和喷枪固定装置，若干个喷头朝下的喷枪20设置于喷枪固定装置上，驱动装置驱动喷枪固定装置向喷砂方向转动，喷枪20上方设有两个接头，分别与砂料输送软管26和压缩空气输送软管27连接。

作为其中一种实施例，驱动装置包括设置于升降柱13下端的安装支架14，安装支架14上设有第一伺服驱动旋转变位器15，第一伺服驱动旋转变位器15轴线与升降柱13垂直，并且第一伺服驱动旋转变位器15轴线平行于喷砂房房体1宽度方向。第一伺服驱动旋转变位器15的法兰上连接有第一旋转轴16，第一旋转轴16侧面设有安装法兰17，安装法兰17上安装有第二伺服驱动旋转变位器18，第二伺服驱动旋转变位器18的法兰上连接有第二旋转轴19，第二旋转轴19上安装有喷枪固定装置。

具体地，第一伺服驱动旋转变位器15和第二伺服驱动旋转变位器18均可采用现有技术，例如采用伺服电机、减速机、支承座、定子以及转子的结构。

作为另一种实施例，驱动装置包括机器人和旋转轴，旋转轴设置于机器人操作臂的末端，旋转轴上安装有喷枪固定装置。

喷枪固定装置包括安装平面22，安装平面22上均布有若干个螺孔，若干个喷枪固定环21安装于螺孔中，喷枪固定环21带有锁紧螺栓，若干个喷枪20安装在喷枪固定环21中并用螺栓锁紧。

安装平面22四周安装有防撞传感器23或机械触碰传感器，防撞传感器23或机械触碰传感器方向向下可探测下部以及四周设定距离的障碍物。触碰到工件时，触碰开关发出信号，可控制设备急停。

更进一步地，升降柱13上设有软管支架25，砂料输送软管26和压缩空气输送软管27固定于软管支架25上。软管支架25在升降柱13侧面垂直于升降柱13设置，砂料输送软管26和压缩空气输送软管27的一端固定于软管支架25上，另一端连接在喷枪20上端的接头上。

如图1-2所示，本实用新型提供一种大型不锈钢容器表面自动喷砂生产线，包括上述设备本体3，还包括喷砂房房体1和不锈钢容器输送机构。喷砂房房体1顶部设有开口，开口处设有支撑构架2，支撑构架2位于喷砂房房体1外，支撑构架2两端呈龙门架形，中间用横梁连接，设备本体3上的升降柱伺服驱动模组设置于支撑构架2上，设备本体3从开口处伸入喷砂房房体1内。设备本体3上的升降柱13以及砂料输送软管26和压缩空气输送软管27穿过喷砂房房体1顶部伸到喷砂房房体1的内部。

不锈钢容器输送机构包括地轨7、伺服驱动台车4和伺服驱动滚轮架5，喷砂房房体1两端设有进出口1a，两侧的侧墙上开有透明玻璃窗1b，透明玻璃窗1b方便观察生产线运行状况。喷砂房房体1内地面上安装有贯穿进出口1a的地轨7，伺服驱动台车4在地轨7上运行，伺服驱动台车4上安装有伺服驱动滚轮架5，不锈钢容器6放置在伺服驱动滚轮架5上，伺服驱动滚轮架5驱动不锈钢容器6旋转变位。

更进一步地，喷砂房房体1侧面安装有控制台以及显示屏，喷砂房房体1内安装有视频监控摄像头。喷砂房房体1内地轨7两侧靠近进出口1a位置安装有对射的光电传感器，光电传感器作为长度方向的坐标点，当伺服驱动台车4载着工件进入对射的光电传感器时，启动伺服驱动台车4的伺服控制单元，开始进行位移控制。喷砂房房体1内中间正上方设有向下探测的激光测距传感器24。

伺服驱动台车4上安装有电瓶、充电器、PLC以及无线通讯模块，无线通讯模块与控制台无线通讯连接，PLC控制伺服驱动台车4以及伺服驱动滚轮架5，电瓶同时为伺服驱动台车4以及伺服驱动滚轮架5供电。

本实用新型喷砂设备不仅适用于大型不锈钢容器表面湿式喷砂，而且适用于干式喷砂。喷砂房房体1中间地面下方设有不锈钢栅格板，不锈钢栅格板下方设有湿式或干式喷砂循环系统。湿式或干式喷砂循环系统可采用现有技术，作为其中一种实施例，不锈钢栅格板下方设有漏斗状水砂收集舱，在喷砂房房体1下方以及侧面安装有泵砂系统、搅拌系统、清洗系统、水雾分离器、砂浆收集桶、固液分离器、砂水检测器、循环水过滤净化系统、清洗系统、照明系统、电气控制系统等。作为另一种实施例，不锈钢栅格板下方设有漏斗状干砂收集舱，在喷砂房房体1下方以及侧面安装有干砂分离系统、螺旋输送器、照明系统、电气控制系统等。

更进一步地，喷砂房房体1内设有一套或多套不锈钢容器输送机构，每套不锈钢容器输送机构对应设置一套或多套设备本体3。多套不锈钢容器输送机构平行于喷砂房房体1的长度方向设置，每套不锈钢容器输送机构上方可设有一套或多套喷砂设备，每套喷砂设备可采用不同的磨料，使用时可选择任意一套喷砂设备。

本实用新型自动喷砂生产线工作过程包括以下步骤：

S1: 将伺服驱动台车4开到喷砂房房体1外，将不锈钢容器6放在伺服驱动台车4上的伺服驱动滚轮架5上，启动伺服驱动滚轮架5驱动不锈钢容器6旋转变位，将不锈钢容器6上的管接头避开最上方母线位置时停止转动，然后启动伺服驱动台车4运行进入喷砂房房体1内；

S2: 伺服驱动台车4进入喷砂房房体1内时，对射的光电传感器发出信号，启动伺服驱动台车4的伺服控制单元的编码器开始计数进行伺服驱动台车4的位移控制，对射的光电传感器位置作为伺服驱动台车4位移控制的基准点；

S3：对射的光电传感器发出信号后，启动设置在喷砂房房体1内中间正上方并且向下探测的激光测距传感器24工作，伺服驱动台车4继续前进通过激光测距传感器24，激光测距传感器24会扫描不锈钢容器6的上母线，获得不锈钢容器6上母线的空间坐标位置，不锈钢容器6上母线的空间坐标位置与台车移动时伺服控制单元编码器计数形成对应关系；

S4：输入不锈钢容器6的直径、长度、管接头高度信息，输入喷砂工艺参数，选择喷砂程序，PLC会结合激光测距传感器24的扫描信息以及伺服驱动台车4移动时伺服控制单元编码器计数信息，自动控制设备本体3、伺服驱动台车4、伺服驱动滚轮架5实现多轴联动完成自动喷砂程序，防撞传感器23一旦发出信号，可控制设备急停；

S5:对于不锈钢容器6封头部位喷砂，控制喷枪20与封头保持等距离高于管接头高度、喷枪20指向封头圆弧法线方向，并沿着封头圆弧方向来回摆动，伺服驱动滚轮架5带动不锈钢容器6作360度旋转运动；对于不锈钢容器6圆柱表面以及圆锥表面的喷砂，控制喷枪20与圆柱表面以及圆锥表面保持等距离高于管接头高度、喷枪20指向圆柱表面或圆锥表面法线方向，喷枪20沿着圆柱表面或圆锥表面来回摆动，伺服驱动台车4驱动不锈钢容器6做前进或者后退运动，当完成不锈钢容器6圆柱表面或圆锥表面上母线的喷砂之后，伺服驱动滚轮架5驱动不锈钢容器6旋转一个角度进行不锈钢容器6圆柱表面或圆锥表面上母线的喷砂，直到不锈钢容器6完成360度喷砂；整个喷砂过程按照程序连续和自动完成；

S6：通过遥控器控制不锈钢容器6位移以及旋转变位，使不锈钢容器6的管接头部位方便进行人工补喷砂；

S7：进入不锈钢容器6表面清洗程序，重复S5过程。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，包括设备本体（3），其特征在于：所述设备本体（3）包括升降柱（13）和升降柱伺服驱动模组，所述升降柱伺服驱动模组驱动所述升降柱（13）水平和竖直移动，

所述升降柱（13）下端设有喷枪转动机构，所述喷枪转动机构包括驱动装置和喷枪固定装置，若干个喷头朝下的喷枪（20）设置于所述喷枪固定装置上，所述驱动装置驱动所述喷枪固定装置向喷砂方向转动，所述喷枪（20）与砂料输送软管（26）和压缩空气输送软管（27）连接。

2.根据权利要求1所述一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，其特征在于：所述驱动装置包括设置于所述升降柱（13）下端的安装支架（14），所述安装支架（14）上设有第一伺服驱动旋转变位器（15），所述第一伺服驱动旋转变位器（15）的法兰上连接有第一旋转轴（16），所述第一旋转轴（16）侧面设有安装法兰（17），所述安装法兰（17）上安装有第二伺服驱动旋转变位器（18），所述第二伺服驱动旋转变位器（18）的法兰上连接有第二旋转轴（19），所述第二旋转轴（19）上安装有所述喷枪固定装置。

3.根据权利要求1所述一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，其特征在于：所述驱动装置包括机器人和旋转轴，所述旋转轴设置于所述机器人操作臂的末端，所述旋转轴上安装有所述喷枪固定装置。

4.根据权利要求1或2或3所述一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，其特征在于：所述喷枪固定装置包括安装平面（22），所述安装平面（22）上均布有若干个螺孔，若干个喷枪固定环（21）安装于所述螺孔中，所述喷枪固定环（21）带有锁紧螺栓，若干个所述喷枪（20）安装在所述喷枪固定环（21）中并用螺栓锁紧；

所述安装平面（22）四周安装有防撞传感器（23）或机械触碰传感器，所述防撞传感器（23）或机械触碰传感器方向向下可探测下部以及四周设定距离的障碍物。

5.根据权利要求1所述一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，其特征在于：所述升降柱伺服驱动模组包括伺服驱动水平移动模组（8）和伺服驱动垂直移动模组（11），所述伺服驱动水平移动模组（8）的水平移动滑台（9）上安装有连接支架（10），所述连接支架（10）的侧面安装有所述伺服驱动垂直移动模组（11），所述伺服驱动垂直移动模组（11）的垂直移动滑台（12）上安装有所述升降柱（13）。

6.根据权利要求1所述一种大型不锈钢容器表面喷砂设备，其特征在于：所述升降柱（13）上设有软管支架（25），所述砂料输送软管（26）和压缩空气输送软管（27）固定于所述软管支架（25）上。

7.一种大型不锈钢容器表面自动喷砂生产线，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述设备本体（3），还包括喷砂房房体（1）和不锈钢容器输送机构；所述喷砂房房体（1）顶部设有开口，开口处设有支撑构架（2），所述设备本体（3）上的所述升降柱伺服驱动模组设置于所述支撑构架（2）上，所述设备本体（3）从开口处伸入所述喷砂房房体（1）内；

所述不锈钢容器输送机构包括地轨（7）、伺服驱动台车（4）和伺服驱动滚轮架（5），所述喷砂房房体（1）两端设有进出口（1a），所述喷砂房房体（1）内地面上安装有贯穿所述进出口（1a）的所述地轨（7），所述伺服驱动台车（4）在所述地轨（7）上运行，所述伺服驱动台车（4）上安装有所述伺服驱动滚轮架（5），不锈钢容器（6）放置在所述伺服驱动滚轮架（5）上。

8.根据权利要求7所述一种大型不锈钢容器表面自动喷砂生产线，其特征在于：所述喷砂房房体（1）侧面安装有控制台以及显示屏，所述喷砂房房体（1）内所述地轨（7）两侧靠近所述进出口（1a）位置安装有对射的光电传感器，所述喷砂房房体（1）内中间正上方设有向下探测的激光测距传感器（24）；

所述伺服驱动台车（4）上安装有电瓶、充电器、PLC以及无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述控制台无线通讯连接，所述PLC控制所述伺服驱动台车（4）以及伺服驱动滚轮架（5），所述电瓶同时为所述伺服驱动台车（4）以及伺服驱动滚轮架（5）供电。

9.根据权利要求7所述一种大型不锈钢容器表面自动喷砂生产线，其特征在于：所述喷砂房房体（1）内设有一套或多套所述不锈钢容器输送机构，每套所述不锈钢容器输送机构对应设置一套或多套所述设备本体（3）。

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