一种采用激光拆解压缩机的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种采用激光拆解压缩机的装置及方法，装置中的动力单元、传动单元、夹持单元、移动单元与激光切割单元集成组装在机体台架上，与控制系统分别连接；由动力单元提供动力，经传动单元传动，驱动多个夹持单元分别绕各中轴线同步回转；多个夹持单元沿周向以等间距间隔分布于机体台架上；每个夹持单元配置一套激光切割单元，激光切割单元依靠激光发生器射出激光束，通过激光传输光缆传输至激光切割头，利用激光切割头将激光束聚焦于待拆解压缩机的外部罩壳上，并设有激光测距仪；移动单元为两轴移动平台，作为激光切割头的载体，驱动激光切割头元位移。本发明专利技术能够解决现有压缩机拆解设备结构复杂笨重、运行成本高、开壳效率低的问题。

A device and method of disassembling compressor by laser

【技术实现步骤摘要】
一种采用激光拆解压缩机的装置及方法
本专利技术涉及废旧机电产品回收领域，更具体地说是一种采用激光拆解压缩机的装置及方法。
技术介绍
在空调与冰箱等制冷设备中，压缩机是其核心部件，被视为制冷设备的“心脏”。在家电产品内压缩机的设计制造过程中，为了防止压缩机级内能量损失和内部气体向外界泄露，通常将电动机与缸体、活塞、阀片、连杆、曲轴等一系列零部件组装在密闭的罩壳内形成压缩机整体，外部罩壳由3-4mm钢板拉伸、冲压而成，分上下两部分，在内部零件装配完毕后采用焊接工艺封死内部零器件。该设计制造方式不仅大大减轻和缩小了整个压缩机的尺寸和重量，更使整机结构变得简便，露在机壳外表的只焊有吸排气管、工艺管及其他(如喷淋管)必要的管道、输入电源接线柱和压缩机支架等。然而，由于整个压缩机电动机组与零部件是装在一个不能拆开的密封机体罩壳中，在压缩机产生故障与报废处理时不易打开进行内部修理与零部件回收。随着家电领域的发展，冰箱与空调的生产量快速增长，其报废量也同样逐步增加。针对废弃家电产品，通常采用拆解后对零部件进行回收再利用或材料再资源化处理。而在废旧的空调、冰箱等制冷设备进行回收处理时，其核心部件压缩机的内部零件回收再利用与再资源化都需先进行开壳拆解处理。目前，国内外现有压缩机回收技术方法主要包括：人工切割法：人工采用角磨机、手提电锯等对废旧压缩机外壳进行切割拆解。该方法在操作过程危险性大，易发生安全事故，且效率低下。低温破碎法：采用液氮对压缩机整体进行冷却，利用材料的低温脆性，在低温下使材料由韧性状态转变为脆性状态，便于破碎处理。该方法设备复杂，运行成本高、破碎过程能耗高、低温下无法保证内部零件的可重新性。数控机床切割法：采用数控机床控制锯片铣刀对压缩机进行环切。该方法在切割时因主轴承受的切削力较大，导致设备非常笨重，且切割过程安全系数较低。锯片铣刀的厚度会影响切缝大小与切削力，较厚的锯片铣刀会导致切缝过宽与切削力过大，切缝过宽会导致内部零件维修后的壳体难以再次焊接缝合，而主轴切削力太大会导致设备笨重。若选用较薄的刀具会导致刀具磨损严重与刀具强度下降，导致刀具更换频繁，同时切削时可能发生刀具崩裂，发生安全事故。高压水射流切割法：采用高压水射流对压缩机外壳进行环切。该方法切削时难以控制切削深度，易造成内部零件损坏；切削时耗费大量水与磨粒，设备运行的物料消耗大；同时磨砺会进入压缩机内部，污染损坏内部零件，增加压缩机再制造与再资源化难度。火焰切割法：采用气体火焰将切缝处的金属预热到燃点，使其在纯氧气流中剧烈燃烧，形成熔渣并放出大量的热，在高压氧的吹动作用力下，将熔渣去除，形成切缝。该方法在切割时产生的热量会损坏内部零件，同时切缝大小难以控制；设备运行时消耗大量高压氧气，运行成本高；切除后压缩机温度高，需经过冷切后才可替换拆解下一个压缩机，拆解效率低。等离子束切割法：采用压缩空气为主体，以高温高速的等离子弧为热源、将压缩机外壳切缝处局部融化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走，形成狭窄切缝。该方法与火焰切割法类似，区别在于以等离子体为体作为热量传输载体。等离子切割适用于较厚金属构件的切割，不易用于压缩机壳薄壁(3-4mm)，该方法切口表面粗糙，切割缝隙大，大概在3mm左右。因此，在废旧压缩机的开壳拆解过程中，提高拆解过程的安全性与拆解效率、简化拆解设备复杂程度、降低设备运行成本、提高切缝的光滑、控制切割过程压缩机内部零件的损伤对于废旧压缩机的维修再制造与回收再资源化有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本专利技术提出一种采用激光拆解压缩机的装置，利用高功率密度的激光束照射至压缩机外壳表面，对压缩机外部罩壳进行切割拆解，以解决现有压缩机拆解设备的结构复杂且笨重、运行成本高、开壳效率低的问题；同时，本专利技术提出一种采用激光拆解压缩机的方法，解决现有压缩机拆解方法无法达到快速高效且切缝细小且平整的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种采用激光拆解压缩机的装置，用于拆解压缩机的外部罩壳，所述外部罩壳是由上罩体与下罩体焊接形成的密闭壳体结构，所述采用激光拆解压缩机的装置结构设置为：动力单元、传动单元、夹持单元、移动单元与激光切割单元集成组装在机体台架上，与控制系统分别电性连接并受控于所述控制系统；由所述动力单元提供动力，经所述传动单元传动，驱动多个夹持单元分别绕沿Z轴的各中轴线同步回转；所述夹持单元用于夹持固定待拆解压缩机，带动待拆解压缩机同步回转，多个夹持单元沿周向以等间距间隔分布于机体台架上；每个夹持单元配置一套激光切割单元，所述激光切割单元依靠激光发生器射出激光束，通过激光传输光缆将激光束传输至激光切割头，利用沿对应夹持单元中轴的径向布置并指向夹持单元回转中轴线的激光切割头将所述激光束聚焦于待拆解压缩机的外部罩壳上，并设有激光测距仪，用于测量激光切割头与对应待拆解压缩机外部罩壳之间沿夹持单元中轴径向的间距并传输至所述控制系统；所述移动单元为两轴移动平台，作为激光切割头的载体，用于驱动所述激光切割头沿Z轴位移以及沿对应夹持单元中轴径向方向的位移。本专利技术的结构特点也在于：所述动力单元由伺服电机提供动力，经减速器输出至所述传动单元；所述传动单元为行星齿轮传动机构，主齿轮的齿轮轴与减速器输出轴相联接，与各夹持单元一一对应配置的多个副齿轮沿周向以等间距布置，分别与所述主齿轮相啮合，所述夹持单元固联于对应副齿轮的齿轮轴轴端，与所述副齿轮构成同步回转构件。所述减速器为RV蜗轮减速器。所述主齿轮与各副齿轮的模数、齿数相同，齿轮模数为1-2，齿数为200-400个。所述夹持单元由卡盘底座与固装于所述卡盘底座上的卡盘构成，所述卡盘为两爪卡盘、三爪卡盘、四爪卡盘、五爪卡盘中的一种，待拆解压缩机被夹持固定在所述卡盘上。所述激光切割单元的激光发生器通过激光传输光缆与所述激光切割头相连接，所述激光测距仪安装在激光切割头上。所述机体台架上通过处于各夹持单元所在圆周圆心位置的立杆在各夹持单元的正上方悬吊一顶架，所述顶架对应于各移动单元具有多个以立杆为中心向外辐射的吊杆，由所述吊杆将移动单元悬吊并固定于对应夹持单元的外围；所述机体台架底部由航空铝型材制成的立柱支撑，在所述立柱底部安装万向轮。所述移动单元驱动所述激光切割头沿Z轴位移以及沿对应夹持单元中轴径向方向的位移最大距离设置为100-400mm，移动速度为1-5m/min。本专利技术同时提出了一种基于上述采用激光拆解压缩机的装置的压缩机拆解方法，按如下步骤进行：步骤1)压缩机的装夹根据待拆解压缩机外部罩壳的形状选择相适配的夹持单元，对待拆解压缩机进行夹持固定；步骤2)激光切割头位置的调整通过控制系统控制移动单元调整激光切割头，使激光切割头的高度与待拆解压缩机所需切割位置在Z轴方向上的高度保持一致，并使激光切割头与待拆解压缩机的外部罩壳之间沿夹持单元中轴径向的间距d为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用激光拆解压缩机的装置，用于拆解压缩机的外部罩壳，所述外部罩壳是由上罩体与下罩体焊接形成的密闭壳体结构，其特征是所述采用激光拆解压缩机的装置结构设置为：/n动力单元、传动单元、夹持单元、移动单元与激光切割单元集成组装在机体台架上，与控制系统分别电性连接并受控于所述控制系统；/n由所述动力单元提供动力，经所述传动单元传动，驱动多个夹持单元分别绕沿Z轴的各中轴线同步回转；/n所述夹持单元用于夹持固定待拆解压缩机，带动待拆解压缩机同步回转，多个夹持单元沿周向以等间距间隔分布于机体台架上；/n每个夹持单元配置一套激光切割单元，所述激光切割单元依靠激光发生器射出激光束，通过激光传输光缆将激光束传输至激光切割头，利用沿对应夹持单元中轴的径向布置并指向夹持单元回转中轴线的激光切割头将所述激光束聚焦于待拆解压缩机的外部罩壳上，并设有激光测距仪，用于测量激光切割头与对应待拆解压缩机外部罩壳之间沿夹持单元中轴径向的间距并传输至所述控制系统；/n所述移动单元为两轴移动平台，作为激光切割头的载体，用于驱动所述激光切割头沿Z轴位移以及沿对应夹持单元中轴径向方向的位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用激光拆解压缩机的装置，用于拆解压缩机的外部罩壳，所述外部罩壳是由上罩体与下罩体焊接形成的密闭壳体结构，其特征是所述采用激光拆解压缩机的装置结构设置为：
动力单元、传动单元、夹持单元、移动单元与激光切割单元集成组装在机体台架上，与控制系统分别电性连接并受控于所述控制系统；
由所述动力单元提供动力，经所述传动单元传动，驱动多个夹持单元分别绕沿Z轴的各中轴线同步回转；
所述夹持单元用于夹持固定待拆解压缩机，带动待拆解压缩机同步回转，多个夹持单元沿周向以等间距间隔分布于机体台架上；
每个夹持单元配置一套激光切割单元，所述激光切割单元依靠激光发生器射出激光束，通过激光传输光缆将激光束传输至激光切割头，利用沿对应夹持单元中轴的径向布置并指向夹持单元回转中轴线的激光切割头将所述激光束聚焦于待拆解压缩机的外部罩壳上，并设有激光测距仪，用于测量激光切割头与对应待拆解压缩机外部罩壳之间沿夹持单元中轴径向的间距并传输至所述控制系统；
所述移动单元为两轴移动平台，作为激光切割头的载体，用于驱动所述激光切割头沿Z轴位移以及沿对应夹持单元中轴径向方向的位移。


2.根据权利要求1所述的采用激光拆解压缩机的装置，其特征是：所述动力单元由伺服电机提供动力，经减速器输出至所述传动单元；
所述传动单元为行星齿轮传动机构，主齿轮的齿轮轴与减速器输出轴相联接，与各夹持单元一一对应配置的多个副齿轮沿周向以等间距布置，分别与所述主齿轮相啮合，所述夹持单元固联于对应副齿轮的齿轮轴轴端，与所述副齿轮构成同步回转构件。


3.根据权利要求2所述的采用激光拆解压缩机的装置，其特征是：所述减速器为RV蜗轮减速器。


4.根据权利要求2所述的采用激光拆解压缩机的装置，其特征是：所述主齿轮与各副齿轮的模数、齿数相同，齿轮模数为1-2，齿数为200-400个。


5.根据权利要求1所述的采用激光拆解压缩机的装置，其特征是：所述夹持单元由卡盘底座与固装于所述卡盘底座上的卡盘构成，所述卡盘为两爪卡盘、三爪卡盘、四爪卡盘、五爪卡盘中的一种，待拆解压缩机被夹持固定在所述卡盘上。


6.根据权利要求1所述的采用激光拆解压缩机的装置，其特征是：所述激光切割单元的激光发生器通过激光传输光缆与所述激光切割头相连接，所述激光测距仪安装在激光切割头上。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志峰，刘威豪，黄海鸿，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34