一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置及方法，其装置包括：供料车，承载多个任意长度的待清洗管材，并通过夹紧机构对待清洗管材进行同步排列、定位；抓取机构，自由抓取待清洗管材并可180

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种自动化辅助装置及方法，尤其涉及一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置及方法。

技术介绍

[0002]在材料加工制造领域，原材料在运输或储存过程中，材料表面可能沉积油泥、尘埃、泥沙等污染物；若储存条件潮湿或存有腐蚀介质，其表面极易形成锈蚀、磨损、积炭的表面损伤层。因此，材料在进行加工处理之前，需进行清洗预处理以减小材料在后续过程中出现裂纹等可能出现的缺陷。薄壁管材作为一种常见型材，使用时往往需要对端口实施焊接作业，若不在焊前对端口的表面氧化层进行充分清理，可能会影响后续焊接质量。而传统的物理打磨、喷砂的清洗方式效率低下，人工成本高；化学清洗方式会腐蚀金属基体，很容易破坏薄壁管材的原有形貌，且使用的清洗剂会对环境造成污染，二者均存在一定的局限性。
[0003]现有技术中，公开号为CN113042466B，专利名称为“一种便携式激光清洗机及清洗方法”，其中提出了一种背带式的激光清洗设备，其主要组件置于机箱中，机箱的外表面设有背带。使用时，操作者背上激光发生器，手持可转动的激光头可完成对管材的清洗作业。该装置需要人工操作，未能充分发挥激光清洗的高效率、高精度的优势、且清洗过程中产生的弧光、烟尘也会对工人健康产生不利影响。此外，清洗管材时，激光器的运动轨迹呈圆形，手工作业时很难保证激光器的平稳运行，清洗后产品的一致性难以保证。因此，亟待一种自动化的激光清洗设备可以有效的避免这些问题。
[0004]为提高金属管材的激光清洗效率、保证产品质量的一致性，现有技术采用将激光器搭载在机械结构上以代替工人的手工操作。公开号为CN110695008A，专利名称为“一种移动式激光清洗与除锈设备”，其中设计了一款针对管材的自动激光除锈装置，将待处理管件置于送料口，通过夹取机构送至清洗区域，通过两个抵柱固定管材。之后，激光器输出激光，利用两个抵柱转动管材完成管材外壁的清洗作业。但该装置存在两点不足之处：首先，该装置的抓取机构主要由两个固定于横梁上的气动夹爪组成，这种机构受限于固定横梁的长度，无法完成对小于横梁长度的管材的抓取；其次，装置固定机构中抵柱的设计会导致激光头无法进行清洗管材端口位置，而端口位置作为管材的待焊区域，清洗的效果好坏直接影响后续的焊接质量。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置及方法。
[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，包括：
[0007]供料车，承载多个任意长度的待清洗管材，并通过夹紧机构对待清洗管材进行同步排列、定位；
[0008]抓取机构，自由抓取待清洗管材并可180
°
翻转移动待清洗管材；
[0009]工作转台，承接并定位抓取机构抓取的待清洗管材，沿着待清洗管材的轴向对其进行旋转；
[0010]清洗机构，与工作转台上的待清洗管材相配合对待清洗管材的端口及外壁进行清洗；
[0011]控制系统，控制供料车、抓取机构、工作转台、清洗机构联动对待清洗管材进行自动化清洗。
[0012]进一步地，夹紧机构在供料车上形成夹板组，夹板组上具有若干个独立且可同步调整开度的开口，调整时，所有待清洗管材在开口内进行同步排列、定位。
[0013]进一步地，夹紧机构的夹板组包括活动连接在供料车上的第一夹板以及固定连接在供料车上的第二夹板，第一夹板水平位移以同步调整其与第二夹板之间开口的开度。
[0014]进一步地，第一夹板和第二夹板之间的开口朝上，第一夹板和第二夹板的下方安放有水平的承载台，承载台与开口相互配合以在垂直方向上承载待清洗管材。
[0015]进一步地，夹紧机构包括对称分布在供料车的车架两侧的光轴，每个光轴上至少具有一个滑块，滑块上连接有一横板并可带动横板进行水平位移，两个横板之间连接有夹板组的第一夹板；光轴的前端处安装有对滑块进行缓冲的聚氨脂垫，光轴的后端处安装有对滑块进行复位的弹簧。
[0016]进一步地，供料车还包括固定框架，固定框架位于车架的旁侧，固定框架上设有推杆气缸，推杆气缸上连接有顶板，顶板连接在两个横板的端部上，推杆气缸动作时，驱动第一夹板活动调整与第二夹板之间的开口大小。
[0017]进一步地，抓取机构包括抓取机械臂、底座、气动手指以及夹爪，抓取机械臂的下端连接在底座上，抓取机械臂的上端连接气动手指，气动手指连接夹爪用以配合完成抓取及翻转待清洗管材的操作。
[0018]进一步地，工作转台的工作台架上安装有工作面板，工作面板的底部安装有伺服电机和圆盘，伺服电机输出轴上的齿轮与圆盘啮合以驱动圆盘转动，圆盘上安装有气动卡盘，气动卡盘上安装有固定夹爪用以配合完成对待清洗管材的轴向旋转，圆盘的旁侧的工作面板上安装有位置传感器，工作面板上还安装有摄像头。
[0019]进一步地，清洗机构包括清洗机械臂，清洗机械臂的端部连接有激光清洗头，激光清洗头与工作转台上的待清洗管材相配合对待清洗管材的端口及外壁进行清洗。
[0020]一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置的工作方法，工作方法包括以下步骤：
[0021]步骤一，操作者将待清洗管材置于小车承载台上，同时根据清洗对象设定控制系统的程序；之后将供料车推至定位槽处，固定架上的销钉气缸卡住供料车，完成上料准备工作；利用夹紧机构对所有待清洗管材进行同步排列、定位后，释放夹紧的待清洗管材；
[0022]步骤二，抓取机械臂根据控制系统的程序移动至待清洗管材正上方，气动手指上的夹爪张开，利用夹爪内撑的方式抓取待清洗管材，并将待清洗管材放置于气动卡盘的固定夹爪上，气动卡盘带动固定夹爪收紧，完成固定；
[0023]步骤三，清洗机械臂按照程序移动至待清洗管材端口附近，使气动卡盘转动而清洗机械臂保持不动，气动卡盘转动一周后即完成对管材一处端口的清洗工作；
[0024]步骤四，待待清洗管材的端口清洗完成后，利用抓取机械臂的夹爪抓取管材的中
部，抓取机械臂的末端旋转180
°
，完成对待清洗管材的翻转动作，之后把清洗完成的端口置于气动卡盘上固定，准备进行另一处端口的清洗工作；
[0025]步骤五，重复激光清洗过程，完成对待清洗管材上下两端口的清洗工作；
[0026]步骤六，待清洗结束后，由抓取机构将清洗后的待清洗管材放置于小车承载台的原位置处，之后抓取另一待清洗管材，重复步骤二～步骤六工序；
[0027]步骤七，直到小车承载台上的待清洗管材全部清洗完成后；固定框架上的销钉气缸解锁，由操作者对清洗质量进行检查，检查完毕后将小车推离固定位置，进行下一批次待清洗管材的清洗工作。
[0028]本专利技术公开了一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置及方法，采用可对待清洗管材同步排列定位且能在垂直方向上承载待清洗管材供料车，该与抓取机构的配合，使抓取管材的长度不受限；同时利用工作转台与清洗机构配合完成对待清洗管材的端口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于，包括：供料车，承载多个任意长度的待清洗管材，并通过夹紧机构对待清洗管材进行同步排列、定位；抓取机构，自由抓取待清洗管材并可180
°
翻转移动待清洗管材；工作转台，承接并定位所述抓取机构抓取的待清洗管材，沿着待清洗管材的轴向对其进行旋转；清洗机构，与所述工作转台上的待清洗管材相配合对待清洗管材的端口及外壁进行清洗；控制系统，控制所述供料车、抓取机构、工作转台、清洗机构联动对待清洗管材进行自动化清洗。2.根据权利要求1所述的薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于：所述夹紧机构在供料车上形成夹板组，夹板组上具有若干个独立且可同步调整开度的开口，调整时，所有待清洗管材在开口内进行同步排列、定位。3.根据权利要求1或2所述的薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于：所述夹紧机构的夹板组包括活动连接在供料车上的第一夹板以及固定连接在供料车上的第二夹板，第一夹板水平位移以同步调整其与第二夹板之间开口的开度。4.根据权利要求3所述的薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于：所述第一夹板和第二夹板之间的开口朝上，第一夹板和第二夹板的下方安放有水平的承载台，承载台与开口相互配合以在垂直方向上承载待清洗管材。5.根据权利要求3所述的薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于：所述夹紧机构包括对称分布在供料车的车架两侧的光轴，每个光轴上至少具有一个滑块，滑块上连接有一横板并可带动横板进行水平位移，两个横板之间连接有所述夹板组的第一夹板；光轴的前端处安装有对滑块进行缓冲的聚氨脂垫，光轴的后端处安装有对滑块进行复位的弹簧。6.根据权利要求5所述的薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于：所述供料车还包括固定框架，固定框架位于车架的旁侧，固定框架上设有推杆气缸，推杆气缸上连接有顶板，顶板连接在两个横板的端部上，推杆气缸动作时，驱动第一夹板活动调整与第二夹板之间的开口大小。7.根据权利要求1所述的薄壁管材激光清洗自动化辅助装置，其特征在于：所述抓取机构包括抓取机械臂、底座、气动手指以及夹爪，抓取机械臂的下端连接在底座上，抓取机械臂的上端连接气动手指，气动手指连接夹爪用...

【专利技术属性】
技术研发人员：董洋，吴来军，檀财旺，徐新东，刘福运，宋晓国，卞红，
申请(专利权)人：山东船舶技术研究院，
类型：发明
国别省市：