CN104550202B - 一种压缩机开壳装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压缩机智能开壳装置及其控制方法，其特征是：利用激光测距传感器的检测信号控制开壳刀具在压缩机环形焊缝所在的环向上自动跟随压缩机的外壳形状；利用摄像机获取压缩机环形焊缝的图像信息，通过图像识别确定压缩机环形焊缝的所处高度，进而由测控模块输出控制信号控制开壳刀具自动寻找在压缩机外壳上的切点。本发明用于实现压缩机外壳的智能化拆解。

Description

一种压缩机开壳装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种压缩机开壳拆解装置及方法。

背景技术

压缩机是电冰箱与空调器的核心部件，无论是对其进行维修、再制造还是对其中的铜、铁、铝等材料进行回收，都需要将其外壳打开。对于压缩机的维修或再制造来说，手工开壳很难满足修理之后的焊接要求，因此很多寿命尚未终结的故障压缩机因为缺少开壳专机，只能作报废处理，造成了严重的资源浪费。

对于压缩机的回收来说，手工拆解效率低下且不安全，日趋昂贵的工时费使得拆解利润十分微薄。统计资料显示，2013年报废的家电产品中，冰箱总量达1278.57万台，空调为1529.95万台。仅仅2013年这一年报废压缩机的总量就达2800多万台，加上陈年累积尚未拆解的压缩机，可见，家电回收行业需要开壳的压缩机数量十分庞大。目前家电回收行业中压缩机的回收，多数企业仍然采用原始的手工拆解，效率十分低下，破坏性的拆解使得压缩机内部零部件只能进行原材料回收，不能进行再制造和重用，造成了资源的严重浪费。

由此可见，无论是压缩机的生产企业、修理行业，还是压缩机的拆解回收行业，都亟需一种高效的、智能化的、自动开壳设备，既能显著提高家电产品的维修和回收技术水平，又可大大提高劳动生产率，充分利用现有资源，促进家电行业的健康发展。

电冰箱与空调器的压缩机外壳通常由低碳钢板拉伸后拼焊，厚度在3～4mm。其中空调器压缩机多为圆柱形，电冰箱压缩机形状较复杂，截面形状主要有圆形、椭圆形以及带圆角的矩形等。国内外现有技术中的开壳方法包括：

1、低温破碎：国外在进行压缩机开壳时多采用液氮冷却、低温破碎的技术，该技术需要配备一套液氮冷却装置和金属破碎设备。而相关设备运行成本高，在破碎过程中能耗高、噪声大、磨损严重，外壳被破碎后无法再利用，且在极低的温度下压缩机内部的零件会损坏，能否重用不能保证。

2、等离子弧切割：等离子弧切割时速度虽快，但因压缩机的外壳不是平整的钢板，而是回转体，在等离子弧切割过程中，很难保证割炬与外壳表面保持恒定的距离，若不小心将割炬碰到了外壳，将会烧坏昂贵的电极。另外，在等离子弧切割过程中高速的气流会将熔化的金属渣粒吹到压缩机的内部，给后续的再制造或回收造成不便，甚至会烧毁内部的电线。

3、火焰切割：火焰切割的优点是成本低，切割速度快。缺点是由于气体射流的喷射，使得火星、熔珠和铁渣四处飞溅，容易造成灼烫事故；被熔金属在高温作用下蒸发、冷凝成为金属烟尘，吸入人体后对健康有害；另外，切割时不好控制火焰，熔化的金属液滴会对压缩机内部零件造成影响。

4、砂轮片切割：利用砂轮片进行切割的优点是设备成本低，切割效率高；缺点是噪声大，粉尘大，砂轮磨损快、易破碎，不安全。车床车削：对于圆柱形的压缩机，可以采用普通卧式车床来切开外壳。可将车床卡盘的卡爪加长后夹紧压缩机的外壳，用切断车刀进行切割。该方法利用通用机床，不需专用设备，但只能处理圆柱形的压缩机，对于非圆形截面的压缩机无能为力，且装夹效率低。旋压切割：采用旋压法切割空调压缩机，该方法效率低，且不能处理截面非圆形的压缩机。

5、仿形铣削：中国发明专利CN1927478A提供了一种废旧压缩机的开壳拆解设备，该设备采用的是仿形铣削法。但压缩机外壳由钢板冲制而成，外表有一拔模斜度，在铣削过程中，无法保证仿形压轮与压缩机外壳紧密接触，这样就会导致铣削时产生振动，切口质量差，刀具易损坏。另外，该设备的缺点还在于完全由手工操作，开壳效率低。

6、先测后割：中国发明专利CN100558477C提出了一种压缩机的开壳拆解方法，该方法的思路是先测量后切割。开壳之前，首现将直线位移传感器的探测头以弹性压力抵靠在压缩机的外壳；然后旋转压缩机，***即可记录压缩机外壳的形状；最后控制压缩机按照***记忆的形状相对于刀具旋转一周，从而完成开壳任务。该方法中，外壳形状的识别采用的是接触式的传感器，具体开壳实践中，会带来三个问题：一是直线位移传感器和探测头所占空间大，影响开壳操作；二是因为有些压缩机环缝位置附近不是柱面而是锥面，探测头与外壳接触不稳，从而导致测量误差过大；三是先测后割，压缩机要旋转540°之后才开始切割，浪费很多时间，效率低。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种可实现智能化开壳的一种压缩机开壳装置及开壳方法，以实现各种形状压缩机的智能化、自动化开壳，保证其切深恒定，使压缩机的开壳操作高效、安全、可靠，保证内部零件完好、切口小而平整、修理之后容易焊接。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明压缩机开壳装置的结构特点是：

由水平底座和位于水平底座一侧的竖向立柱构成“L”形基座；

在所述水平底座上设置水平工作台，所述工作台上下分层为上部回转层和下部平移层，所述上部回转层是由回转层伺服电机控制可旋转；所述下部平移层是由平移层伺服电机控制、并可带动上部回转层在水平底座上直线移动；压缩机夹持在所述上部回转层的顶面；

在所述竖向立柱朝向水平工作台所在的一侧设置竖向滑台，所述竖向滑台由竖向伺服电机驱动可上下移动；在所述竖向滑台上设置开壳刀具，所述开壳刀具是由固定设置在竖向滑台上的铣刀电机驱动旋转的呈水平的圆盘状锯片铣刀；

设置检测单元，是在所述竖向滑台的底部固定设置激光测距传感器和摄像机，所述激光测距传感器用于测量锯片铣刀在压缩机外壳上的切点与激光测距传感器的激光测头之间的距离；所述摄像机用于获取压缩机环形焊缝的图像信息；

设置控制模块，是以检测单元获取的检测信息为输入信号，分别控制回转层伺服电机、平移层伺服电机、竖向伺服电机以及铣刀电机的工作状态。

本发明压缩机智能开壳装置的控制方法的特点是：利用所述激光测距传感器的检测信号控制开壳刀具在压缩机环形焊缝所在的环向上自动跟随压缩机的外壳形状；利用所述摄像机获取压缩机环形焊缝的图像信息，通过图像识别确定压缩机环形焊缝的所处高度，进而由所述测控模块输出控制信号，控制开壳刀具自动寻找在压缩机外壳上的切点。

本发明压缩机智能开壳装置的控制方法的特点是按如下步骤进行：

步骤a、对于夹持在水平工作台上的压缩机，调整竖向滑台的高度，直至压缩机环形焊缝处在摄像机的采集图像中，定位竖向滑台此时的高度，完成锯片铣刀的高度调整；

步骤b、启动铣刀电机，由平移层伺服电机控制压缩机朝向锯片铣刀所在一侧移动，直至锯片铣刀在压缩机外壳的切点A处达到设定的切入深度，记录由激光测距传感器检测获得此时的激光测头与压缩机外壳的切点A之间的距离L₀；

步骤c、启动回转层伺服电机使压缩机旋转，由锯片铣刀在压缩机外壳上实施切割；在实施切割的同时，利用平移层伺服电机控制平移层在水平导轨上的位移，使得激光测头与压缩机外壳的切点之间的距离保持为L₀，直至完成压缩机的整周切割。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用激光测距传感器控制开壳刀具在压缩机周长方向自动跟随外壳形状，可实现各种形状压缩机的智能化、自动化开壳，并可保证切深恒定，使压缩机的开壳操作高效、安全、可靠，保证内部零件完好、切口小而平整、修理之后容易焊接。

2、本发明采用图像智能识别判定压缩机环形焊缝在高度方向所处位置，控制开壳刀具自动寻找切入点，可适应不同高度的压缩机，节省了手动对刀时间，大大提高了开壳效率。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图中标号：1压缩机、2夹持装置、3水平工作台、31回转层、32平移层、4回转层伺服电机、5平移层伺服电机、6水平导轨、7a水平底座、7b竖向立柱、8竖向伺服电机、9竖向滑台、10铣刀电机、11铣刀杆、12锯片铣刀、13检测单元、14控制模块。

具体实施方式

参见图1，本实施例中压缩机智能开壳装置的结构形式是：

由水平底座7a和位于水平底座一侧的竖向立柱7b构成“L”形基座；

在所述水平底座7a上设置水平工作台3，所述工作台3上下分层为上部回转层31和下部平移层32，所述上部回转层31是由回转层伺服电机4控制可旋转；所述下部平移层32是由平移层伺服电机5控制、并可带动上部回转层31在水平底座7a上直线移动；压缩机1夹持在所述上部回转层31的顶面；

在所述竖向立柱7b朝向水平工作台3所在的一侧设置竖向滑台9，所述竖向滑台9由竖向伺服电机8驱动可上下移动；在所述竖向滑台9上设置开壳刀具，所述开壳刀具是由固定设置在竖向滑台9上的铣刀电机10驱动旋转的呈水平的圆盘状锯片铣刀12；

设置检测单元13，是在所述竖向滑台9的底部固定设置激光测距传感器和摄像机，所述激光测距传感器用于测量锯片铣刀12在压缩机外壳上的切点与激光测距传感器的激光测头之间的距离；所述摄像机用于获取压缩机环形焊缝的图像信息；

设置控制模块14，是以检测单元获取的检测信息为输入信号，分别控制回转层伺服电机4、平移层伺服电机5、竖向伺服电机8以及铣刀电机10的工作状态；

具体实施中，锯片铣刀12呈水平固定设置在铣刀杆11的底部，铣刀杆11由铣刀电机10驱动；为了避免干扰，应使检测单元中激光测距传感器和摄像机略低于锯片铣刀12的高度，以保证激光测距传感器和摄像机能有效测量；压缩机1是由夹持装置2固定夹持在回转层31的顶面，使压缩机外壳的环形焊缝所在平面呈水平。

本实施例中压缩机智能开壳装置的控制方法是利用所述激光测距传感器的检测信号控制开壳刀具在压缩机环形焊缝所在的环向上自动跟随压缩机的外壳形状；利用所述摄像机获取压缩机环形焊缝的图像信息，通过图像识别确定压缩机环形焊缝的所处高度，进而由所述测控模块输出控制信号，控制开壳刀具自动寻找在压缩机外壳上的切点。

本实施例中压缩机智能开壳装置的控制方法是按如下步骤进行：

步骤a、对于夹持在水平工作台上的压缩机1，调整竖向滑台9的高度，直至压缩机环形焊缝处在摄像机的采集图像中，定位竖向滑台9此时的高度，完成锯片铣刀12的高度调整。

步骤b、启动铣刀电机10，由平移层伺服电机5控制压缩机朝向锯片铣刀12所在一侧移动，直至锯片铣刀12在压缩机外壳的切点A处达到设定的切入深度，记录由激光测距传感器检测获得此时的激光测头与压缩机外壳的切点A之间的距离L₀。

步骤c、启动回转层伺服电机4使压缩机旋转，由锯片铣刀12在压缩机外壳上实施切割；在实施切割的同时，利用平移层伺服电机5控制平移层32在水平导轨6上的位移，使得激光测头与压缩机外壳的切点之间的距离保持为L₀，直至完成压缩机的整周切割。

上述过程在控制模块的控制下可以自动完成，实现压缩机外壳的智能化拆解。

Claims (1)

1.一种压缩机开壳装置的控制方法，所述压缩机开壳装置的结构形式是：

由水平底座(7a)和位于水平底座一侧的竖向立柱(7b)构成“L”形基座；在所述水平底座(7a)上设置水平工作台(3)，所述工作台(3)上下分层为上部回转层(31)和下部平移层(32)，所述上部回转层(31)是由回转层伺服电机(4)控制可旋转；所述下部平移层(32)是由平移层伺服电机(5)控制、并可带动上部回转层(31)在水平底座(7a)上直线移动；压缩机(1)夹持在所述上部回转层(31)的顶面；在所述竖向立柱(7b)朝向水平工作台(3)所在的一侧设置竖向滑台(9)，所述竖向滑台(9)由竖向伺服电机(8)驱动可上下移动；在所述竖向滑台(9)上设置开壳刀具，所述开壳刀具是由固定设置在竖向滑台(9)上的铣刀电机(10)驱动旋转的呈水平的圆盘状锯片铣刀(12)；

设置检测单元，是在所述竖向滑台(9)的底部固定设置激光测距传感器和摄像机，所述激光测距传感器用于测量锯片铣刀(12)在压缩机外壳上的切点与激光测距传感器的激光测头之间的距离；所述摄像机用于获取压缩机环形焊缝的图像信息；

设置控制模块(14)，是以检测单元获取的检测信息为输入信号，分别控制回转层伺服电机(4)、平移层伺服电机(5)、竖向伺服电机(8)以及铣刀电机(10)的工作状态；

所述压缩机开壳装置的控制方法是按如下步骤进行：

步骤a、对于夹持在水平工作台上的压缩机(1)，调整竖向滑台(9)的高度，直至压缩机环形焊缝处在摄像机的采集图像中，定位竖向滑台(9)此时的高度，完成锯片铣刀(12)的高度调整；

步骤b、启动铣刀电机(10)，由平移层伺服电机(5)控制压缩机朝向锯片铣刀(12)所在一侧移动，直至锯片铣刀(12)在压缩机外壳的切点A处达到设定的切入深度，记录由激光测距传感器检测获得此时的激光测头与压缩机外壳的切点A之间的距离L₀；

步骤c、启动回转层伺服电机(4)使压缩机旋转，由锯片铣刀(12)在压缩机外壳上实施切割；在实施切割的同时，利用平移层伺服电机(5)控制平移层(32)在水平导轨(6)上的位移，使得激光测头与压缩机外壳的切点之间的距离保持为L₀，直至完成压缩机的整周切割。