CN107199513A - 一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置及喷砂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置及喷砂装置，所示调整装置包括用于固定喷砂头的安装板，还包括位置检测装置及驱动机构，所述安装板安装在驱动机构上，所述驱动机构用于调整安装板的位置；所述位置检测装置用于检测喷砂头或安装板与工件的相对位置，且位置检测装置的信号输出端与驱动机构的控制单元相连，位置检测装置的输出信号作为驱动机构工作的控制信号。所述喷砂装置包括喷砂头、机架及所述调整装置。该位置调整装置结构简单，可有效控制喷砂头与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果；所述喷砂装置喷砂质量可靠性高，同时安全性好、钢砂消耗速度慢、环保。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面处理设备技术领域，特别是涉及一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置及喷砂装置。
背景技术
在石油输送管道施工过程中，管道接缝处因焊接和露天存放，在实施防护处理前需对接缝处进行补口喷砂处理，目前采用的带回收***的自动喷砂装置中，喷头在管道表面运动时，因喷头受力方向不同、管道表面不平整等因素影响，喷头与管道表面距离发生变化，当距离过大或过小时，钢砂无法完全回收造成钢砂飞溅和漏沙，影响现场操作人员安全和钢砂消耗过快，并造成环境污染。
发明内容
针对上述提出的由于喷头与管道表面距离发生变化，钢砂无法完全回收造成钢砂飞溅和漏沙，影响现场操作人员安全和钢砂消耗过快，并造成环境污染的问题，本发明提供了一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置及喷砂装置，该位置调整装置结构简单，可有效控制喷砂头与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果；所述喷砂装置喷砂质量可靠性高，同时安全性好、钢砂消耗速度慢、环保。
本发明提供的一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置及喷砂装置通过以下技术要点来解决问题：一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置，包括用于固定喷砂头的安装板，还包括位置检测装置及驱动机构，所述安装板安装在驱动机构上，所述驱动机构用于调整安装板的位置；
所述位置检测装置用于检测喷砂头或安装板与工件的相对位置，且位置检测装置的信号输出端与驱动机构的控制单元相连，位置检测装置的输出信号作为驱动机构工作的控制信号。
以上调整装置结构简单，所述驱动机构用于安装在为喷砂装置配套的机架上，同时所述驱动机构优选用于输出直线运动，且直线运动的方向与喷砂头上喷砂口开口端所朝方向共向，这样，当喷砂头与工件，如与管道的待处理表面相对位置发生改变时，所述位置检测装置可用于检测位置改变量，以上改变量作为驱动机构驱动安装板运动的控制参数，而后通过驱动机构驱动其上的安装板运动，达到恢复喷砂头与管道待处理表面最佳相对位置的目的。以上相对位置的恢复可有效控制喷砂头与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果。
现有技术中，针对喷砂头与管道表面距离会发生变化的问题，现有技术中一般通过设置弹性装置，如设置于喷砂头与管道表面之间、通过弹性装置向喷砂头上施加朝向管道表面的弹性力的方式，以上弹性装置通过弹性回复或弹性压缩来控制喷头与管道表面之间的间隙，该方法虽然能在一定程度上解决钢砂消耗和操作人员安全性的问题，但此方法存在喷砂头与管道表面距离不易控制、喷砂处理效果难以保证的问题。
本方案中，相当于通过驱动机构控制喷砂头与工件表面距离，避免喷砂情况发生的同时，喷砂头喷口相对于工件表面位置亦在进行修正，故本调整装置还能够具有能够保证喷砂处理效果的优点。
更进一步的技术方案为：
作为一种一体化方案，所述位置检测装置固定于安装板上。作为本领域技术人员，要使得位置检测装置实现其功能，其与喷砂头随动即可，故所述位置检测装置亦可安装在喷砂头上。
作为一种易于实现的具体方案，所述位置检测装置为测距传感器，所述驱动机构为输出直线运动的直线电机。本方案中，所述测距传感器可采用现有普遍使用的基于激光、红外、超声波等测量手段的传感器，所述驱动机构的具体选型旨在使得本装置尽可能的体积小、重量轻，以更好的适应于野外工作。作为本领域技术人员，以上驱动机构亦可采用电机配合运动转换装置的实现方案，如以上电机采用普通电机、伺服电机等，以上运动转换装置采用机床上广泛采用的包括螺纹杆、滑块、滑槽技术特征的运动转换装置，即将电机的旋转运动转换为滑块的直线滑动，所述安装板与滑块连接即可；作为本领域技术人员，以上运动转换装置亦可采用包括多根相互铰接的连杆、滑块、滑槽技术特征的方案，如包括两根连杆，其中一根与电机的转轴固定连接，且该连杆的长度方向位于转子的径向方向，另一根连杆与前述连杆铰接连接，滑块内嵌于滑槽中，另一根连杆的另一端与滑块铰接连接的实现方案。
同时，本发明还公开了一种基于位置检测的喷砂装置，包括喷砂头及机架，还包括如上任意一项提供的喷砂头位置调整装置，所述驱动机构固定于机架上，所述喷砂头固定于安装板上；
所述安装板在驱动机构作用下的运动方向平行于喷砂头的喷砂口朝向。
以上喷砂装置中，可有效控制喷砂头与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果；同时，由于喷砂头喷口相对于工件表面位置在驱动机构的作用下亦在进行修正，故本调整装置还能够具有能够保证喷砂处理效果的优点。
作为以上所述的一种基于位置检测的喷砂装置进一步的技术方案：所述机架上还设置有导向板，所述导向板上设置有长度方向平行于喷砂口朝向的孔，还包括与所述孔间隙配合的导向杆，所述导向杆的两端分别位于导向板的不同侧；
所述导向杆的一端与驱动机构相连，安装板连接在导向杆的另一端上。本方案中，可通过导向杆侧面与所述孔侧面的相互作用，达到进一步限定喷砂头运动轨迹的目的。同时由于喷砂头在工作过程中会产生较大的振动，以上导向杆与孔的相互约束，可使得振动产生的部分力由导向板传递至机架上，故采用本方案还具有减小喷砂头工作过程中驱动机构受力的效果。进一步的，采用以上包括导向板的方案，导向杆与驱动机构可采用铰接连接，这样，可减小本喷砂装置的正常工作对安装精度的依赖性。
为进一步优化导向板与导向杆两者配合对安装板的导向作用，对安装板的导向作用所述孔为两个，且两个孔的轴线相互平行；
各孔中均设置有一根导向杆；
还包括连接板，两根导向杆均固定连接与连接板上；
所述安装板固定在其中一根导向杆上或与两根导向杆均有直接的固定连接关系。本方案中，两根导向杆通过连接板相互约束，可更为准确的控制在驱动机构的作用下安装板的运动轨迹精度。
作为一种便于连接和拆卸的实现方案，所述导向杆均为两端直径小于中部段直径的阶梯轴状结构，所述安装板及连接板均通过螺纹连接于导向杆对应端的螺帽被夹持于导向杆上。本方案中，相当于连接板靠近导向杆中部的一侧、安装板靠近导向杆中部的一侧均受导向杆上对应轴肩的约束，而连接板和安装板的另一个分别受对应螺帽的压应力，这样，可方便的实现对应零部件之间的连接，同时在需要分离对应零部件时，以上结构形式拆卸方便。
正由于喷砂头工作时具有振动的运行工况，作为一种防松措施，螺帽与安装板之间或安装板与导向杆的对应轴肩之间设置有弹簧垫；
螺帽与连接板之间或连接板与导向杆的对应轴肩之间设置有弹簧垫。
为提升导向杆与驱动机构的连接强度，所述连接板呈角钢状，连接板其中的一条边用于连接导向杆，所述连接板的另一条边与驱动机构固定连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的位置调整装置结构简单，可有效控制喷砂头与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果；本发明提供的喷砂装置喷砂质量可靠性高，同时安全性好、钢砂消耗速度慢、环保。
附图说明
图1是本发明所述的一种基于位置检测的喷砂装置一个具体实施实例的结构示意图；
图2是本发明所述的一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置一个安装在机架上的具体实施例的结构示意图。
图中的附图标记依次为：1、驱动机构，2、机架，21、导向板，3、位置检测装置，4、喷砂头，5、工件，6、导向杆，7、安装板，8、弹簧垫，9、螺帽，10、连接板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1：
如图1和图2所示，一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置，包括用于固定喷砂头4的安装板7，还包括位置检测装置3及驱动机构1，所述安装板7安装在驱动机构1上，所述驱动机构1用于调整安装板7的位置；
所述位置检测装置3用于检测喷砂头4或安装板7与工件5的相对位置，且位置检测装置3的信号输出端与驱动机构1的控制单元相连，位置检测装置3的输出信号作为驱动机构1工作的控制信号。
以上调整装置结构简单，所述驱动机构1用于安装在为喷砂装置配套的机架2上，同时所述驱动机构1优选用于输出直线运动，且直线运动的方向与喷砂头4上喷砂口开口端所朝方向共向，这样，当喷砂头4与工件5，如与管道的待处理表面相对位置发生改变时，所述位置检测装置3可用于检测位置改变量，以上改变量作为驱动机构1驱动安装板7运动的控制参数，而后通过驱动机构1驱动其上的安装板7运动，达到恢复喷砂头4与管道待处理表面最佳相对位置的目的。以上相对位置的恢复可有效控制喷砂头4与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果。
现有技术中，针对喷砂头4与管道表面距离会发生变化的问题，现有技术中一般通过设置弹性装置，如设置于喷砂头4与管道表面之间、通过弹性装置向喷砂头4上施加朝向管道表面的弹性力的方式，以上弹性装置通过弹性回复或弹性压缩来控制喷头与管道表面之间的间隙，该方法虽然能在一定程度上解决钢砂消耗和操作人员安全性的问题，但此方法存在喷砂头4与管道表面距离不易控制、喷砂处理效果难以保证的问题。
本方案中，相当于通过驱动机构1控制喷砂头4与工件5表面距离，避免喷砂情况发生的同时，喷砂头4喷口相对于工件5表面位置亦在进行修正，故本调整装置还能够具有能够保证喷砂处理效果的优点。
实施例2：
如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为一种一体化方案，所述位置检测装置3固定于安装板7上。作为本领域技术人员，要使得位置检测装置3实现其功能，其与喷砂头4随动即可，故所述位置检测装置3亦可安装在喷砂头4上。
作为一种易于实现的具体方案，所述位置检测装置3为测距传感器，所述驱动机构1为输出直线运动的直线电机。本方案中，所述测距传感器可采用现有普遍使用的基于激光、红外、超声波等测量手段的传感器，所述驱动机构1的具体选型旨在使得本装置尽可能的体积小、重量轻，以更好的适应于野外工作。作为本领域技术人员，以上驱动机构1亦可采用电机配合运动转换装置的实现方案，如以上电机采用普通电机、伺服电机等，以上运动转换装置采用机床上广泛采用的包括螺纹杆、滑块、滑槽技术特征的运动转换装置，即将电机的旋转运动转换为滑块的直线滑动，所述安装板7与滑块连接即可；作为本领域技术人员，以上运动转换装置亦可采用包括多根相互铰接的连杆、滑块、滑槽技术特征的方案，如包括两根连杆，其中一根与电机的转轴固定连接，且该连杆的长度方向位于转子的径向方向，另一根连杆与前述连杆铰接连接，滑块内嵌于滑槽中，另一根连杆的另一端与滑块铰接连接的实现方案。
实施例3：
本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上对本案作进一步限定，如图1和图2所示，本实施例提供了一种基于位置检测的喷砂装置，包括喷砂头4及机架2，还包括如上任意一个实施例提供的任意一个喷砂头4位置调整装置，所述驱动机构1固定于机架2上，所述喷砂头4固定于安装板7上；
所述安装板7在驱动机构1作用下的运动方向平行于喷砂头4的喷砂口朝向。以上喷砂装置中，可有效控制喷砂头4与管道表面之间的距离，从而达到保障现场操作人员安全、减小钢砂消耗速度、利于环保的效果；同时，由于喷砂头4喷口相对于工件5表面位置在驱动机构1的作用下亦在进行修正，故本调整装置还能够具有能够保证喷砂处理效果的优点。
实施例4：
本实施例在实施例3提供的技术方案的基础上对本案作进一步限定，如图1和图2所示，作为以上所述的一种基于位置检测的喷砂装置进一步的技术方案：所述机架2上还设置有导向板21，所述导向板21上设置有长度方向平行于喷砂口朝向的孔，还包括与所述孔间隙配合的导向杆6，所述导向杆6的两端分别位于导向板21的不同侧；
所述导向杆6的一端与驱动机构1相连，安装板7连接在导向杆6的另一端上。本方案中，可通过导向杆6侧面与所述孔侧面的相互作用，达到进一步限定喷砂头4运动轨迹的目的。同时由于喷砂头4在工作过程中会产生较大的振动，以上导向杆6与孔的相互约束，可使得振动产生的部分力由导向板21传递至机架2上，故采用本方案还具有减小喷砂头4工作过程中驱动机构1受力的效果。进一步的，采用以上包括导向板21的方案，导向杆6与驱动机构1可采用铰接连接，这样，可减小本喷砂装置的正常工作对安装精度的依赖性。
为进一步优化导向板21与导向杆6两者配合对安装板7的导向作用，对安装板7的导向作用所述孔为两个，且两个孔的轴线相互平行；
各孔中均设置有一根导向杆6；
还包括连接板10，两根导向杆6均固定连接与连接板10上；
所述安装板7固定在其中一根导向杆6上或与两根导向杆6均有直接的固定连接关系。本方案中，两根导向杆6通过连接板10相互约束，可更为准确的控制在驱动机构1的作用下安装板7的运动轨迹精度。
作为一种便于连接和拆卸的实现方案，所述导向杆6均为两端直径小于中部段直径的阶梯轴状结构，所述安装板7及连接板10均通过螺纹连接于导向杆6对应端的螺帽9被夹持于导向杆6上。本方案中，相当于连接板10靠近导向杆6中部的一侧、安装板7靠近导向杆6中部的一侧均受导向杆6上对应轴肩的约束，而连接板10和安装板7的另一个分别受对应螺帽9的压应力，这样，可方便的实现对应零部件之间的连接，同时在需要分离对应零部件时，以上结构形式拆卸方便。
正由于喷砂头4工作时具有振动的运行工况，作为一种防松措施，螺帽9与安装板7之间或安装板7与导向杆6的对应轴肩之间设置有弹簧垫8；
螺帽9与连接板10之间或连接板10与导向杆6的对应轴肩之间设置有弹簧垫8。
为提升导向杆6与驱动机构1的连接强度，所述连接板10呈角钢状，连接板10其中的一条边用于连接导向杆6，所述连接板10的另一条边与驱动机构1固定连接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置，包括用于固定喷砂头(4)的安装板(7)，其特征在于，还包括位置检测装置(3)及驱动机构(1)，所述安装板(7)安装在驱动机构(1)上，所述驱动机构(1)用于调整安装板(7)的位置；
所述位置检测装置(3)用于检测喷砂头(4)或安装板(7)与工件(5)的相对位置，且位置检测装置(3)的信号输出端与驱动机构(1)的控制单元相连，位置检测装置(3)的输出信号作为驱动机构(1)工作的控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置，其特征在于，所述位置检测装置(3)固定于安装板(7)上。
3.根据权利要求1所述的一种基于位置检测的喷砂头位置调整装置，其特征在于，所述位置检测装置(3)为测距传感器，所述驱动机构(1)为输出直线运动的直线电机。
4.一种基于位置检测的喷砂装置，包括喷砂头(4)及机架(2)，其特征在于，还包括如权利要求1-3中任意一项所述的喷砂头位置调整装置，所述驱动机构(1)固定于机架(2)上，所述喷砂头(4)固定于安装板(7)上；
所述安装板(7)在驱动机构(1)作用下的运动方向平行于喷砂头(4)的喷砂口朝向。
5.根据权利要求4所述的一种基于位置检测的喷砂装置，其特征在于，所述机架(2)上还设置有导向板(21)，所述导向板(21)上设置有长度方向平行于喷砂口朝向的孔，还包括与所述孔间隙配合的导向杆(6)，所述导向杆(6)的两端分别位于导向板(21)的不同侧；
所述导向杆(6)的一端与驱动机构(1)相连，安装板(7)连接在导向杆(6)的另一端上。
6.根据权利要求5所述的一种基于位置检测的喷砂装置，其特征在于，所述孔为两个，且两个孔的轴线相互平行；
各孔中均设置有一根导向杆(6)；
还包括连接板(10)，两根导向杆(6)均固定连接与连接板(10)上；
所述安装板(7)固定在其中一根导向杆(6)上或与两根导向杆(6)均有直接的固定连接关系。
7.根据权利要求6所述的一种基于位置检测的喷砂装置，其特征在于，所述导向杆(6)均为两端直径小于中部段直径的阶梯轴状结构，所述安装板(7)及连接板(10)均通过螺纹连接于导向杆(6)对应端的螺帽(9)被夹持于导向杆(6)上。
8.根据权利要求7所述的一种基于位置检测的喷砂装置，其特征在于，螺帽(9)与安装板(7)之间或安装板(7)与导向杆(6)的对应轴肩之间设置有弹簧垫(8)；
螺帽(9)与连接板(10)之间或连接板(10)与导向杆(6)的对应轴肩之间设置有弹簧垫(8)。
9.根据权利要求6所述的一种基于位置检测的喷砂装置，其特征在于，所述连接板(10)呈角钢状，连接板(10)其中的一条边用于连接导向杆(6)，所述连接板(10)的另一条边与驱动机构(1)固定连接。
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