一种智能喷砂系统

技术领域

本发明涉及喷砂技术领域，特别是涉及一种智能喷砂系统。

背景技术

喷砂是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂)高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。

喷砂系统是利用自动化控制的设备，喷砂系统一般是采用全自动喷砂房的设计，其结构主要由喷砂室、喷砂系统、除尘系统、电器控制系统等组成，

然而现有的喷砂系统操作并不灵活，不能根据工件的形状进行特定的喷砂操作，由于喷砂的过程比较繁琐，通常人工进行操作，导致工作效率低，在人工操作过程中工人近距离的接触喷砂装置，从而对工人的身体产生伤害，且现有的喷砂系统需要占用较大的空间，提高了使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能喷砂系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现灵活地调整喷嘴与工件之间的相对位置，以适应加工不同形状工件的需求，避免了设备的换型，扩大了设备的适用范围，同时智能操控，降低人工操作需求，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种智能喷砂系统，包括机架和安装在所述机架上的三轴联动机构、喷砂机构，所述三轴联动机构与所述喷砂机构固定连接，所述机架上相对设置有两横梁，两所述横梁均与所述机架顶端固定连接，两所述横梁上均固定安装有导轨板；所述三轴联动机构包括X向驱动部、Y向驱动部、Z向驱动部，所述X向驱动部通过所述导轨板和所述横梁与所述机架固定连接，所述Y向驱动部安装在所述X向驱动部上，所述Z向驱动部安装在所述Y向驱动部上，所述喷砂机构安装在所述Z向驱动部上，所述Z向驱动部上设置有除尘部。

优选的，所述X向驱动部包括与所述导轨板顶端固定连接的X方向导轨，所述X方向导轨顶端滑动连接有X方向导轨滑板，所述X方向导轨滑板顶端固定安装有滑动支架，所述导轨板的一侧固定连接有X方向直线齿轮条；所述滑动支架一侧固定连接有连接板，所述连接板上固定连接有固定导向板，所述固定导向板上固定安装有第一电机，所述第一电机输出端固定连接有X方向主动齿轮，所述X方向主动齿轮位于所述固定导向板远离所述第一电机的一侧；所述滑动支架上固定连接有两支撑板，所述固定导向板位于两所述支撑板之间，所述第一电机下方设置有X向传动同步轴，所述X向传动同步轴贯穿两所述支撑板，且所述X向传动同步轴与两所述支撑板转动连接，所述X向传动同步轴上套设有X方向从动齿轮，所述X方向从动齿轮与所述X方向主动齿轮啮合，所述X向传动同步轴两端均固定连接有X方向传动齿轮，所述X方向传动齿轮与所述X方向直线齿轮条啮合。

优选的，所述X向传动同步轴上设置有两万向轴，两所述万向轴均位于两所述支撑板之间，两所述支撑板上均设置有推向球轴承，所述X向传动同步轴通过所述推向球轴承与两所述支撑板转动连接。

优选的，所述Y向驱动部包括与所述滑动支架滑动连接的YZ轴工件固定安装板，所述YZ轴工件固定安装板位于所述滑动支架远离所述连接板的一侧，所述YZ轴工件固定安装板的顶端和底端均固定安装有滑块，所述滑动支架位于两所述滑块之间，且所述滑动支架与两所述滑块接触配合，所述滑动支架靠近所述YZ轴工件固定安装板的一侧固定安装有Y方向直线齿轮条和Y方向导轨滑板，所述Y方向直线齿轮条位于所述Y方向导轨滑板上方，所述YZ轴工件固定安装板远离所述滑动支架的一侧设置有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有Y方向传动齿轮，所述Y方向传动齿轮与所述Y方向直线齿轮条啮合，所述YZ轴工件固定安装板靠近所述滑动支架的一侧固定连接有Y方向导轨，所述Y方向导轨与所述Y方向导轨滑板相适配。

优选的，所述Z向驱动部包括与所述YZ轴工件固定安装板滑动连接的立柱，所述第二电机位于所述立柱远离所述YZ轴工件固定安装板的一侧，且所述第二电机与所述立柱固定连接，所述立柱靠近所述YZ轴工件固定安装板的一侧上固定连接有Z方向齿条和Z方向导轨，所述YZ轴工件固定安装板远离所述立柱的一侧固定连接有第三电机，所述第三电机输出端固定连接有Z方向传动齿轮，所述Z方向传动齿轮与所述Z方向齿条啮合，所述立柱底端固定连接有Z轴固定安装板，所述Z轴固定安装板位于所述X向传动同步轴下方。

优选的，所述喷砂机构包括与所述Z轴固定安装板底端固定连接的底盘旋转涡轮箱，所述底盘旋转涡轮箱的侧壁上固定安装有底盘旋转电机，所述底盘旋转电机输出轴与所述底盘旋转涡轮箱传动连接，所述底盘旋转涡轮箱底端转动连接有驱动臂座，所述驱动臂座上固定连接有第四电机，所述第四电机输出轴传动连接有大手臂，所述驱动臂座远离所述第四电机的一侧固定安装有第五电机，所述第五电机输出轴传动连接有连杆，所述连杆远离所述第五电机输出轴的一端铰接有小手臂，所述小手臂远离所述连杆的一段固定连接有若干喷嘴。

优选的，所述底盘旋转涡轮箱底端固定连接有底盘法兰盖，所述底盘旋转涡轮箱通过所述底盘法兰盖与所述驱动臂座转动连接，所述第四电机和所述第五电机输出轴上均转动连接有减速机，所述第四电机通过所述减速机与所述大手臂传动连接，所述第五电机通过所述减速机与所述小手臂传动连接。

优选的，所述除尘部包括安装在所述Z轴固定安装板底端的若干吸尘管。

优选的，所述Z轴固定安装板底端固定安装有定位器。

本发明公开了以下技术效果：

1、本发明可在X向、Y向以及Z向驱动部的作用下灵活地调整喷嘴与工件之间的相对位置，以适应加工不同形状工件的需求，避免了设备的换型，扩大了设备的适用范围。

2、本发明中的喷砂机构在旋转驱动机构的作用下能够灵活转动，使形状不规则的工件可以得到加工，使工件表面的机械性能得到改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为智能喷砂系统的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为智能喷砂系统的主视图；

图4为智能喷砂系统的侧视图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为喷砂机构的结构示意图；

其中，1-机架，2-横梁，3-导轨板，4-X方向导轨，5-X方向导轨滑板，6-滑动支架，7-X方向直线齿轮条，8-连接板，9-固定导向板，10-第一电机，11-X方向主动齿轮，12-支撑板，13-X向传动同步轴，14-X方向从动齿轮，15-X方向传动齿轮，16-万向轴，17-推向球轴承，18-YZ轴工件固定安装板，181-滑块，19-Y方向直线齿轮条，20-Y方向导轨滑板，21-第二电机，22-Y方向传动齿轮，23-Y方向导轨，24-立柱，25-Z方向齿条，26-Z方向导轨，27-第三电机，28-Z方向传动齿轮，29-Z轴固定安装板，30-底盘旋转涡轮箱，31-底盘旋转电机，32-驱动臂座，33-第四电机，34-大手臂，35-连杆，36-小手臂，37-喷嘴，38-底盘法兰盖，39-减速机，40-吸尘管，41-定位器，42-小电箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种智能喷砂系统，包括机架1和安装在所述机架1上的三轴联动机构、喷砂机构，所述三轴联动机构与所述喷砂机构固定连接，所述机架1上相对设置有两横梁2，两所述横梁2均与所述机架1顶端固定连接，两所述横梁2上均固定安装有导轨板3；所述三轴联动机构包括X向驱动部、Y向驱动部、Z向驱动部，所述X向驱动部通过所述导轨板3和所述横梁2与所述机架1固定连接，所述Y向驱动部安装在所述X向驱动部上，所述Z向驱动部安装在所述Y向驱动部上，所述喷砂机构安装在所述Z向驱动部上，所述Z向驱动部上设置有除尘部。为了适应不同尺寸工件喷砂的需求，需要关节机械手移动的距离足够大，因此本发明中的设备包括用于调节关节机械手相对位置的三轴联动系统，该三轴联动系统包括带动所述关节机械手沿Z轴方向升降的Z向驱动部、沿Y轴方向平移的Y向驱动部以及沿X轴方向平移的X向驱动部，其中X向即为普通意义上的横向，Y向为纵向，Z向为竖向。

进一步的，所述X向驱动部包括与所述导轨板3顶端固定连接的X方向导轨4，所述X方向导轨4顶端滑动连接有X方向导轨滑板5，所述X方向导轨滑板5顶端固定安装有滑动支架6，所述导轨板3的一侧固定连接有X方向直线齿轮条7；所述滑动支架6一侧固定连接有连接板8，所述连接板8上固定连接有固定导向板9，所述固定导向板9上固定安装有第一电机10，所述第一电机10输出端固定连接有X方向主动齿轮11，所述X方向主动齿轮11位于所述固定导向板9远离所述第一电机10的一侧；所述滑动支架6上固定连接有两支撑板12，所述固定导向板9位于两所述支撑板12之间，所述第一电机10下方设置有X向传动同步轴13，所述X向传动同步轴13贯穿两所述支撑板12，且所述X向传动同步轴13与两所述支撑板12转动连接，所述X向传动同步轴13上套设有X方向从动齿轮14，所述X方向从动齿轮14与所述X方向主动齿轮11啮合，所述X向传动同步轴13两端均固定连接有X方向传动齿轮15，所述X方向传动齿轮15与所述X方向直线齿轮条7啮合。第一电机10沿X轴方向驱动X方向主动齿轮11旋转，并经过齿轮啮合将扭矩传递到X方向从动齿轮14，从而将扭矩传递到另一侧的X方向传动齿轮15，X方向传动齿轮15与X方向直线齿轮条7啮合，提供动力在X方向上向前或向后移动，实现关节机械手沿X向的移动。

进一步的，所述X向传动同步轴13上设置有两万向轴16，两所述万向轴16均位于两所述支撑板12之间，两所述支撑板12上均设置有推向球轴承17，所述X向传动同步轴13通过所述推向球轴承17与两所述支撑板12转动连接。万向联轴器19用来将扭矩传递到另一侧的X方向传动齿轮15，支撑板12起到支撑X向传动同步轴13的作用，在支撑板12上设置推向球轴承17，使得X向传动同步轴13正常旋转。

进一步的，所述Y向驱动部包括与所述滑动支架6滑动连接的YZ轴工件固定安装板18，所述YZ轴工件固定安装板18位于所述滑动支架6远离所述连接板8的一侧，所述YZ轴工件固定安装板18的顶端和底端均固定安装有滑块181，所述滑动支架6位于两所述滑块181之间，且所述滑动支架6与两所述滑块18)接触配合，所述滑动支架6靠近所述YZ轴工件固定安装板18的一侧固定安装有Y方向直线齿轮条19和Y方向导轨滑板20，所述Y方向直线齿轮条19位于所述Y方向导轨滑板20上方，所述YZ轴工件固定安装板18远离所述滑动支架6的一侧设置有第二电机21，所述第二电机21输出端固定连接有Y方向传动齿轮22，所述Y方向传动齿轮22与所述Y方向直线齿轮条19啮合，所述YZ轴工件固定安装板18靠近所述滑动支架6的一侧固定连接有Y方向导轨23，所述Y方向导轨23与所述Y方向导轨滑板20相适配。滑块181防止滑动支架6脱落，第二电机21与喷砂室相连,喷砂室用来调配电机的工作状态，从而达到控制整体装置的目的，第二电机21驱动Y方向传动齿轮22旋转，并经过齿轮啮合将扭矩传递到Y方向直线齿轮条19，在Y方向上提供向前或向后的动力，从而完成齿轮箱沿Y方向的运动。

进一步的，所述Z向驱动部包括与所述YZ轴工件固定安装板18滑动连接的立柱24，所述第二电机21位于所述立柱24远离所述YZ轴工件固定安装板18的一侧，且所述第二电机21与所述立柱24固定连接，所述立柱24靠近所述YZ轴工件固定安装板18的一侧上固定连接有Z方向齿条25和Z方向导轨26，所述YZ轴工件固定安装板18远离所述立柱24的一侧固定连接有第三电机27，所述第三电机27输出端固定连接有Z方向传动齿轮28，所述Z方向传动齿轮28与所述Z方向齿条25啮合，所述立柱24底端固定连接有Z轴固定安装板29，所述Z轴固定安装板29位于所述X向传动同步轴13下方。第三电机27与上述喷砂房相连，为了防止下滑，其中Z方向导轨26采用与钢轨截面相似的导轨，第三电机2沿Z轴方向驱动Z方向传动齿轮28旋转，并经过齿轮啮合将扭矩传递到Z方向齿条25，提供Z方向的向上或向下动力，从而实现机械手沿Z方向的移动。

进一步的，所述喷砂机构包括与所述Z轴固定安装板29底端固定连接的底盘旋转涡轮箱30，所述底盘旋转涡轮箱30的侧壁上固定安装有底盘旋转电机31，所述底盘旋转电机31输出轴与所述底盘旋转涡轮箱30传动连接，所述底盘旋转涡轮箱30底端转动连接有驱动臂座32，所述驱动臂座32上固定连接有第四电机33，所述第四电机33输出轴传动连接有大手臂34，所述驱动臂座32远离所述第四电机33的一侧固定安装有第五电机，所述第五电机输出轴传动连接有连杆35，所述连杆35远离所述第五电机输出轴的一端铰接有小手臂36，所述小手臂36远离所述连杆35的一段固定连接有若干喷嘴37。底盘旋转涡轮箱30上还安装有小电箱42，小电箱42与喷砂房相连，底盘旋转电机31通过蜗轮蜗杆传动实现驱动臂座32在水平方向的转动，大手臂34上的第四电机33安装在驱动臂座32的一侧，喷嘴37优选为三个，三个喷嘴37沿关节机械手小手臂36的外圆周方向呈120°夹角均布，喷砂管穿过小手臂36与喷嘴37相连，可伸缩的喷砂管可以满足手臂的旋转，从而实现了对不同形状尺寸工件的加工。

进一步的，所述底盘旋转涡轮箱30底端固定连接有底盘法兰盖38，所述底盘旋转涡轮箱30通过所述底盘法兰盖38与所述驱动臂座32转动连接，所述第四电机33和所述第五电机输出轴上均转动连接有减速机39，所述第四电机33通过所述减速机39与所述大手臂34传动连接，所述第五电机通过所述减速机39与所述小手臂36传动连接。驱动臂座32安装在底盘法兰盖38上，从而使得驱动臂座正常工作，第四电机33的输出轴与减速机39相连并带动大手臂34旋转，驱动小手臂36的第五电机安装在驱动臂座32的另一侧，第五电机的输出轴与减速机39相连通过连杆35带动小手臂36旋转，减速机39用来减速，以便于系统正常工作。

进一步的，为了改善喷砂环境，增加机械手的使用年限，所述除尘部包括安装在所述Z轴固定安装板29底端的若干吸尘管40。电机带动高压分机在有限容积内产生负压，从而产生吸力，粉尘被吸入后，通过滤袋进行过滤进行二级过滤，吸尘管为可伸缩管，可以随着机械手的移动调节长度，及时将收集的粉尘回收到收集箱，收集箱内有粉尘处理装置，来达到除尘的目的。

进一步的，所述Z轴固定安装板29底端固定安装有定位器41。定位器41可以进行辅助定位，以便于完成对工件的正常喷砂操作。

本发明提供的智能喷砂系统，在需要对工件进行喷砂操作时，首先通过三轴联动机构调节喷嘴37与工件的距离，再通过调节喷砂机构中的手臂，整个定位过程以定位器41发射的激光束为参照进行辅助定位。完成定位工作以后，通过喷砂室发布指令，喷砂机构的运转并带动整个喷嘴系统运转；然后利用上述三轴联动系统和调节喷砂机构来移动到准确位置，如此操作直至完成对工件的加工。上述整个过程均可通过喷砂室完成，自动化程度高，定位精确。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。