一种全自动喷砂打磨一体化装置

技术领域

本发明属于打磨及表面处理技术领域，具体涉及一种全自动喷砂打磨一体化装置。

背景技术

公知的，真空速凝炉是目前生产钕铁硼永磁材料的主要设备。它采用了先进的速凝甩带工艺，在真空环境下，先把钕铁硼原材料在坩埚中化成合金液，然后通过倾炉使合金液从坩埚炉嘴流出，浇铸过程中合金液通过中间包密切接触在转速一定的水冷铜辊上，水冷铜辊把合金液带出并快速冷却成合金薄片。在整个一炉的浇铸过程中，约1450度高温合金熔液与水冷铜辊密切接触，会产生相对运动，使水冷铜辊表面产生划痕和烧蚀现象，使铜辊表面不平整，且铜辊的表面上还会附着一层黑色的氧化物，这些因素都会影响铜辊的冷却效果。如果不处理掉，会严重影响下一炉浇铸时合金薄片的产品性能及外观。因此在每一炉生产完成后，都要先对铜辊表面进行全面的清理打磨。

目前，铜辊清理打磨大多采用人工打磨或人工喷砂的两种方式。即在铜辊转动情况下，操作工手拿着砂纸或喷砂机的枪头缓慢地在铜辊表面来回移动，直至整个表面被安全打磨或全部喷砂，并露出铜辊的原有铜色。此种方式打磨或喷砂存在缺点是：打磨和喷砂过程都需要操作人员全程参与，且在真空速凝炉内工作，操作人员工作效率低且劳动强度很大，因为铜辊在不停旋转，操作工人有很大操作危险性；由于操作工人必须离铜辊很近才能打磨或喷砂，使得打磨下来的粉尘和铜沫很容易被工人吸入肺内，对工人造成看不见的伤害。受操作人员手法、力度等人为因素影响，多次打磨或喷砂后铜辊会出现凸凹不平，铜辊跳动度加大，使得在真空速凝炉熔炼浇注时中间包和铜辊接触密封处漏钢；长时间打磨或喷砂后，使得铜辊中间低，两头高，铜辊冷却能力不一致，影响合金薄片质量。

因此，针对上述真空速凝炉使用每一炉前都需要清理打磨铜辊的问题，亟需要一种自动化程度较高的装置来代替人工，并降低工人劳动强度及操作危险性。

发明内容

（1）要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种全自动喷砂打磨一体化装置，该一体化装置旨在解决现有技术下增加了工人的劳动强度，且打磨效率低，并且对工人的技术要求较高，容易造成铜辊表面不平整，并且在每次打磨时需要将打磨装置移动至真空炉前面，在打磨后再移走打磨装置，因此需要频繁的移动打磨装置，操作不方便的技术问题。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种全自动喷砂打磨一体化装置，该一体化装置包括真空速凝炉侧壁，其中，所述真空速凝炉侧壁右端安装有自动打磨喷砂装置，所述真空速凝炉侧壁右端靠下一侧安装有真空速凝炉水冷辊，所述自动打磨喷砂装置包括外机箱、控制模块、出箱模块与打磨喷砂运动组件，所述外机箱内侧靠左一端安装有控制模块，所述外机箱内侧后端安装有出箱模块，所述出箱模块右端活动连接有打磨喷砂运动组件，所述外机箱后端活动连接有隔热屏，所述外机箱前端外置有外部电源箱，所述外机箱前端外置有进电进气法兰。

使用本技术方案的一体化装置时，该一体化装置可很方便安装在真空速凝炉侧壁铜辊上方或前方。该一体化装置包括机箱、控制模块、出箱模块与打磨喷砂运动组件及外置电源箱。外置电源箱通过进线进气法兰为整个装置提供动力气及电源。其中，机箱内部端头安装有控制模块，出箱模块通过双轴心直线导轨连接在机箱内后板上，在后板及出箱模块间连接有两个串联伸缩用气缸来实现出箱模块和机箱自动左右平移运动；打磨喷砂运动组件通过双轴心直线导轨连接在出箱模块上，两侧之间安装有行走电机及齿条齿轮来实现自动左右平移运动，主活动公共连接板前端活动连接有左右活动连接板；打磨喷砂运动组件上安装有打磨电机，安装有千叶轮的打磨电机通过一字滑台、双轴心直线导轨及打磨上下，气缸连在组件上，并可实现打磨电机的自动升降及打磨力度手动调整；打磨喷砂运动组件上还安装有喷砂机的喷砂枪头快速卡座，快速卡座通过一字滑台及可倾斜板固定组件上。来实现喷砂枪头和铜辊间上下倾斜密封。打磨喷砂运动组件端头安装有挡热盖板。整个机箱和盖板外五个面安装有隔热屏，使用时，先将装置与水冷辊安装在真空速凝炉内炉侧壁上，一次安装好水平后长时间不需要调整。本装置工作电压为安全直流电压。当需要打磨铜轮时，先启动铜辊旋转，再打开外置电源箱的电源开关，真空速凝炉内机箱上门上旋钮选择开关要打在打磨挡位上，控制模块就会自动控制出箱模块上的一个伸缩气缸，使出箱模块自动伸出机箱外，使得打磨电机刚好停留到铜辊一端上方，同时打磨电机旋转，打磨气缸下降，打磨电机自动下降，使得打磨电机砂轮和铜辊接触产生相切运动，开始打磨铜辊，同时行走电机旋转驱动齿轮沿着齿条运行带动打磨电机往铜辊另一端边打磨边行走。当行走到设定位置后，位置开关给控制模块信号，行走电机反转，行走电机开始往反方向行走。控制模块自动记录打磨遍数，设定打磨遍数达到后，打磨电机自动抬起，行走电机自动反转及伸缩气缸缩回，打磨喷砂运动组件自动缩回至机箱内密闭完成合箱动作，这时再关闭外置电源箱的电源开关，铜辊打磨完成。

当需要喷砂时，同样先打开外置电源箱的电源开关，真空速凝炉内机箱上门上旋钮选择开关打在喷砂挡位上，这时，出箱模块两级伸缩气缸同时伸出，使得喷砂枪头快速卡座停留在铜辊上方，打磨电机不会自动下降且不会旋转，这时操作工把喷砂机的枪头固定在快速卡座上，并手动调整卡座上的一字滑台的手轮，下压枪头和铜辊密封良好，不能漏砂。再启动机箱面板上的启动按钮，使行走电机旋转开始行走，同时控制模块输出喷砂开启信号，启动外部喷砂机。这样喷砂枪头在行走电机带动下，边喷砂边行走，当行走到设定位置后，位置开关给控制模块信号，行走电机反转，行走电机开始往反方向行走。控制模块自动记录喷砂遍数。当设定喷砂遍数达到后，控制模块输出喷砂停止信号，喷砂机停止喷砂，行走电机停止。操作工手动把喷砂机的枪头卸下。旋转门上选择开关，出箱模块两级伸缩气缸同时缩回，打磨喷砂运动组件自动缩回至机箱内密闭完成合箱动作，这时再关闭外置电源箱的电源开关，铜辊喷砂完成。

本装置合箱后可在真空炉高温、高灰尘环境下长时间停放，工作时即使有灰尘也无需加油润滑，可以灰尘下长时间工作。

优选地，所述出箱模块包括有伸缩气缸一、伸缩气缸二、双轴心直线滑块一与双轴心直线滑轨一，所述伸缩气缸二右端活动连接有伸缩气缸一，所述双轴心直线滑轨一后端活动连接有伸缩气缸一。

优选地，所述打磨喷砂运动组件包括有喷砂枪头快速卡座、喷砂机枪头、打磨电机连接架、打磨电机原件、枪头一字滑台、打磨电机一字滑台、打磨上下气缸、上下直线导轨、打磨砂轮、行走电机、双轴心直线滑块二、双轴心直线滑轨二、齿轮齿条与支撑滚轮，所述喷砂枪头快速卡座前端活动连接有喷砂机枪头，所述喷砂枪头快速卡座后端安装有枪头一字滑台，所述枪头一字滑台后端安装有双轴心直线滑轨二，所述双轴心直线滑轨二前端安装有打磨上下气缸，所述打磨上下气缸前端活动连接有打磨电机一字滑台，所述打磨电机一字滑台前端活动连接有打磨电机连接架，所述打磨电机连接架前端活动连接有打磨电机原件，所述打磨电机原件左端安装有打磨砂轮，所述打磨砂轮后端安装有支撑滚轮，所述双轴心直线滑轨二前端活动连接有上下直线导轨，所述双轴心直线滑轨二前端安装有行走电机，所述双轴心直线滑轨二后端安装有双轴心直线滑块二，所述双轴心直线滑块二与另一双轴心直线滑块二之间放置有齿轮齿条。

优选地，所述外部电源箱内部安装有开电源及开关，所述外部电源箱面板上安装有指示灯、电源开关与送气开关，所述进电进气法兰为真空密封，所述进电进气法兰外部安装有气动阀门和手动阀门。

优选地，所述外机箱前端活动连接有前门，所述外机箱前门的按钮有防护盖。

优选地，所述隔热屏数量为五块，所述隔热屏五个面安装的外表为不锈面镜面薄板，所述隔热屏夹层填充有轻质保温材料，所述隔热屏采用双层隔热，可以将阻挡热辐射，并且可以阻挡热传导，同时可以保证本装置在真空速凝炉正常熔炼，炉内高温时，机箱内部元件及部件不被烧坏。

优选地，所述控制模块、出箱模块与打磨喷砂运动组件连接板均为铝合金材质。

优选地，所述打磨电机原件砂轮为市场标准规格千叶轮，打磨成本非常低，且容易采购，适宜广泛推广，更换成不同材质及不同目数千叶轮，可以呈现不同打磨效果。

（3）有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的一体化装置利用其能固定在铜辊的侧臂上，多级伸缩，能够自动出箱及合箱，安装方便牢固，一键化操作，可连续性工作，提高工作效率，降低操作工人劳动强度，减少对操作工人伤害，减少铜辊损坏率，延长铜辊使用寿命，提高产品质量和品质。

用户可以根据实际需要组合选择。当需要好的光洁度时，可以只用本装置的自动打磨功能，并根据安装千叶轮的目数和材质，可以打磨出不同光洁度的效果。

如果需要不光滑表面，且需要增加接触面积，需要把表面细小坑洞内的杂质清除掉，可以先用本装置的铜辊自动打磨功能，先把铜辊表面附着氧化物打掉，再用铜辊喷砂功能将铜辊表面进行表面处理，可以减少对砂的污染，节省喷砂机用砂量，节省大量用砂成本。

附图说明

图1为本发明一体化装置一种具体实施方式的安装在真空速凝炉内具体实施方式的立体结构示意图；

图2为本发明一体化装置一种具体实施方式中出箱模块内部立体结构示意图；

图3为本发明一体化装置一种具体实施方式中打磨喷砂运动组件内部结构正视示意图。

图4为本发明一体化装置一种具体实施方式中铜辊打磨状态端头位置示意图。

图5为本发明一体化装置一种具体实施方式中铜辊打磨状态端尾位置示意图。

图6为本发明一体化装置一种具体实施方式中铜辊喷砂状态端头位置示意图。

图7为本发明一体化装置一种具体实施方式中铜辊喷砂状态端尾位置示意图。

图8为本发明一体化装置一种具体实施方式中外机箱内部控制模块与隔热屏俯视位置示意图。

附图中的标记为：1、真空速凝炉侧壁；2、自动打磨喷砂装置；3、真空速凝炉水冷辊；4、外机箱；5、控制模块；6、出箱模块；601、伸缩气缸一；602、伸缩气缸二；603、双轴心直线滑块一；604、双轴心直线滑轨一；7、打磨喷砂运动组件；701、喷砂枪头快速卡座；702、喷砂机枪头；703、打磨电机连接架；704、打磨电机原件；705、枪头一字滑台；706、打磨电机一字滑台；707、打磨上下气缸；708、上下直线导轨；709、打磨砂轮；710、行走电机；711、双轴心直线滑块二；712、双轴心直线滑轨二；713、齿轮齿条；714、支撑滚轮；8、隔热屏；9、外部电源箱；10、进电进气法兰。

具体实施方式

实施例1

本具体实施方式是用于全自动喷砂打磨一体化装置，其安装在真空速凝炉内具体实施方式的立体结构示意图如图1所示，其出箱模块6内部立体结构示意图如图2所示，该一体化装置包括真空速凝炉侧壁1，真空速凝炉侧壁1右端安装有自动打磨喷砂装置2，真空速凝炉侧壁1右端靠下一侧安装有真空速凝炉水冷辊3，自动打磨喷砂装置2包括外机箱4、控制模块5、出箱模块6与打磨喷砂运动组件7，外机箱4内侧靠左一端安装有控制模块5，外机箱4内侧后端安装有出箱模块6，出箱模块6右端活动连接有打磨喷砂运动组件7，外机箱4后端活动连接有隔热屏8，外机箱4前端外置有外部电源箱9，外机箱4前端外置有进电进气法兰10。

其中，出箱模块6包括有伸缩气缸一601、伸缩气缸二602、双轴心直线滑块一603与双轴心直线滑轨一604，伸缩气缸二602右端活动连接有伸缩气缸一601，双轴心直线滑轨一604后端活动连接有伸缩气缸一601。

同时，打磨喷砂运动组件7包括有喷砂枪头快速卡座701、喷砂机枪头702、打磨电机连接架703、打磨电机原件704、枪头一字滑台705、打磨电机一字滑台706、打磨上下气缸707、上下直线导轨708、打磨砂轮709、行走电机710、双轴心直线滑块二711、双轴心直线滑轨二712、齿轮齿条713与支撑滚轮714，喷砂枪头快速卡座701前端活动连接有喷砂机枪头702，喷砂枪头快速卡座701后端安装有枪头一字滑台705，枪头一字滑台705后端安装有双轴心直线滑轨二712，双轴心直线滑轨二712前端安装有打磨上下气缸707，打磨上下气缸707前端活动连接有打磨电机一字滑台706，打磨电机一字滑台706前端活动连接有打磨电机连接架703，打磨电机连接架703前端活动连接有打磨电机原件704，打磨电机原件704左端安装有打磨砂轮709，打磨砂轮709后端安装有支撑滚轮714，双轴心直线滑轨二712前端活动连接有上下直线导轨708，双轴心直线滑轨二712前端安装有行走电机710，双轴心直线滑轨二712后端安装有双轴心直线滑块二711，双轴心直线滑块二711与另一双轴心直线滑块二711之间放置有齿轮齿条713。

另外，外部电源箱9内部安装有开电源及开关，外部电源箱9面板上安装有指示灯、电源开关与送气开关，进电进气法兰10为真空密封，进电进气法兰10外部安装有气动阀门和手动阀门，外机箱4前端活动连接有前门，外机箱4前门的按钮有防护盖。

此外，隔热屏8数量为五块，隔热屏8五个面安装的外表为不锈面镜面薄板，隔热屏8夹层填充有轻质保温材料，隔热屏8采用双层隔热，可以将阻挡热辐射，并且可以阻挡热传导，同时可以保证本装置在真空速凝炉正常熔炼，炉内高温时，机箱内部元件及部件不被烧坏，控制模块5、出箱模块6与打磨喷砂运动组件7连接板均为铝合金材质，打磨电机原件704砂轮为市场标准规格千叶轮，打磨成本非常低，且容易采购，适宜广泛推广，更换成不同材质及不同目数千叶轮，可以呈现不同打磨效果。

该一体化装置的打磨喷砂运动组件7内部结构正视示意图如图3所示，其铜辊打磨状态端头位置示意图如图4所示，其铜辊打磨状态端尾位置示意图如图5所示，其铜辊喷砂状态端尾位置示意图如图6所示，其出箱模块6内部立体结构示意图如图7所示，其外机箱4内部控制模块5与隔热屏8俯视位置示意图如图8所示。

使用本技术方案的一体化装置时现场安装如图1所示，使用自动打磨喷砂装置2时需要将其焊接固定在真空速凝炉侧壁1上，并要调整好调平螺栓，使打磨喷砂运动组件和铜辊保持水平，使自动打磨喷砂装置2的出箱模块6出箱时，使打磨电机原件704下降时能够打磨到铜辊。把外部电源箱9固定在真空速凝炉侧门的立柱上，进电进气法兰10固定真空速凝炉侧壁，并把相应电路和气路连接好，即完成安装可使用。本装置安装简单方便可靠，特别适合真空速凝炉的升级改造加装。

自动打磨喷砂装置2具体结构示意图如图2所示，本装置包括一个外机箱4，控制模块5安装在外机箱4的侧壁上，出箱模块6连接在外机箱4的底板上，打磨喷砂运动组件7连接在出箱模块6上。出箱模块6上固定有两组双轴心直线滑轨一604，出箱模块6的两个双轴心直线滑块一603固定在外机箱4上。伸缩气缸一601和伸缩气缸二602通过连接板串联在一起组成双行程气缸。气缸1的本体固定在外机箱4上，伸缩气缸的活塞杆连接在出箱模块6上。

打磨喷砂运动组件7的具体结构示意图如图3所示，喷砂枪头快速卡座701固定在枪头一字滑台705上，枪头一字滑台705上通过一组合页和螺丝固定在本打磨喷砂运动组件7上，喷砂枪头快速卡座701用来快速卡装喷砂机枪头702，可以实现喷砂机枪头702的手动压紧及倾斜角度。打磨电机一字滑台706通过打磨上下气缸707和上下直线导轨708连接在组件7上，可实现打磨电机一字滑台706的自动上升和下降。打磨电机原件704通过打磨电机连接架703固定在打磨电机一字滑台706上，打磨砂轮709安装在打磨电机原件704上。打磨电机一字滑台706用来实现打磨砂轮709的手动进刀量。行走电机710和双轴心直线滑轨二712固定在本打磨喷砂运动组件7底板，电机轴安装齿轮齿条713的齿轮，齿轮齿条713的齿条和双轴心直线滑块二711固定在出箱模块6的底板上。行走电机710用来实现左右的缓慢行走，实现换位打磨或喷砂。支撑滚轮714可以作为选装，安装固定在打磨上下气缸707下面。

使用本技术方案铜辊打磨功能时其工作状态示意图如图4和图5所示。合箱时自动打磨喷砂装置2的状态如图1所示，是安全闭合的，不影响真空速凝炉的正常熔炼及浇注。当需要打磨铜辊时，只需打开外部电源箱9上的电源开关及打磨开关，伸缩气缸一601动作，出箱模块6即完成出箱，打磨喷砂运动组件7动作，使打磨电机原件704、打磨电机一字滑台706和打磨砂轮709一起下降，旋转的打磨砂轮709和旋转的真空速凝炉水冷辊3接触并产生相切运动，其端头打磨状态如图4所示。行走电机710动作，旋转的打磨砂轮709缓慢向另一侧走动，其走到端尾打磨状态如图5所示。走到端尾后，行走电机710反向动作，旋转的打磨砂轮709缓慢往回走。调节打磨电机一字滑台706上手轮可用来调整打磨砂轮709的打磨量。周而复始，直到设定遍数达到，控制模块5关闭信号，自动打磨喷砂装置2自动合箱，合箱后状态如图1所示。

使用本技术方案铜辊喷砂功能时其工作状态示意图如图6和图7所示。合箱时自动打磨喷砂装置2的状态如图1所示，是安全闭合的，不影响真空速凝炉的正常熔炼及浇注。当需要铜辊喷砂时，先把自动打磨喷砂装置2的面板上选择开关打到喷砂档位上，再打开外部电源箱9上的电源开关及打磨开关，伸缩气缸一601和伸缩气缸二602同时伸出，出箱模块6完成出箱，喷砂枪头快速卡座701刚好处于铜辊端头一侧位置。操作工手动把喷砂机枪头702挂在喷砂枪头快速卡座701上。并调节枪头一字滑台705上的手轮，使喷砂机枪头702和铜辊密接不漏砂。再按自动打磨喷砂装置2的面板上的喷砂开关，喷砂动作，行走电机710动作，喷砂机枪头702缓慢向另一端移动，喷砂状态在铜辊端头时如图6所示。移动到端尾如图7所示。走到端尾后，行走电机710反向动作，喷砂机枪头702缓慢往回走。周而复始，直到设定遍数达到，控制模块5关闭信号，行走电机710停止移动并停止喷砂，操作工手动把喷砂机枪头702从喷砂枪头快速卡座701上卸下，把自动打磨喷砂装置2的面板上选择开关打到关闭档位上，伸缩气缸一601和伸缩气缸二602同时缩回，出箱模块6完成合箱，合箱后状态如图1所示。