CN113043171A - 一种基于扫砂的表面处理作业平台及表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于表面处理领域，具体涉及一种基于扫砂的表面处理作业平台及表面处理方法。搭载回收式喷砂枪的喷砂机器人，控制指示设备，图像采集装置，储砂罐和空压机；图像采集装置用于获取待处理的作业表面特征，并将其传送给控制指示设备；控制指示设备还与喷砂机器人，回收式喷砂枪和空压机连接，根据图像采集装置采集的特征信息，实时调整喷砂压力、真空度、喷砂速度和喷砂距离；储砂罐为喷砂枪提供砂。本发明当进行扫砂作业时，喷砂机器人能够识别作业区域表面特性，自动调整喷砂参数实现扫砂作业，提高了扫砂工艺的灵活性、智能化和作业效率，作业后的砂料与废屑混合物经回收分离后再利用，减少环境污染，节约作业成本。

Description

一种基于扫砂的表面处理作业平台及表面处理方法
技术领域
本发明属于表面处理领域，具体涉及一种基于扫砂的表面处理作业平台及表面处理方法。
背景技术
由于船舶分段建造周期长，分段在建造过程中钢板表面受到严重破坏，使得分段表面锈蚀严重，因此在进行二次表面处理时不得不采用完全喷砂处理的方式，传统的喷砂处理方式污染严重，成本高，作业效率低，不利于造船企业的可持续发展。
为节约造船成本、降低作业能耗、减少污染排放及提高工作效率，扫砂工艺技术得到了越来越多的应用。扫砂工艺是一种通过轻度喷砂进行二次表面处理的工艺技术，在进行扫砂作业时，车间底漆破损及锈蚀区域进行冲砂处理，而车间底漆保存完整的区域通过轻度喷砂快速处理，因此需要对待处理表面进行判断，针对不同区域的作业需求采用不同的表面处理工艺参数。国外先进造船企业在进行分段表面二次处理主要以扫砂为主，但国内由于预处理质量不过关、车间底漆破坏严重等问题，导致二次表面处理不得不采用100％的冲砂处理，造成工作量大大增多，能源消耗及污染物排放也大幅领先。
扫砂工艺的应用有利于造船行业的发展，但由于技术水平等问题，目前船厂在进行分段扫砂作业时，主要通过人工手持开放式喷枪，在密闭式喷砂房内进行作业，污染物排放较多，对人体伤害较大；此外，船舶分段扫砂区域和冲砂区域的划分主要通过人工进行判断，导致扫砂作业的精度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可根据分段表面特性自动调整工艺参数和作业方法的扫砂工艺技术作业平台及其应用。当进行扫砂作业时，喷砂机器人能够识别作业区域表面特性，自动调整喷砂参数以实现扫砂作业，提高了扫砂工艺的灵活性、智能化和作业效率，作业后的砂料与废屑混合物经回收分离后再利用，减少环境污染，节约作业成本。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于扫砂的表面处理作业平台，搭载回收式喷砂枪的喷砂机器人，控制指示设备，图像采集装置，真空回收泵，分离器，储砂罐和空压机；
所述图像采集装置用于获取待处理的作业表面特征，并将其传送给控制指示设备；
所述控制指示设备还与空压机，真空回收泵，喷砂机器人和回收式喷砂枪连接，根据图像采集装置采集的特征信息，实时调整喷砂压力、真空度、喷砂速度和喷砂距离；
所述储砂罐为喷砂枪提供砂；
真空回收泵和分离器组成的回收处理***，用于将砂回收输送到储砂罐。
进一步的，所述回收式喷砂枪包括喷枪主体管，喷砂管，回收管和喷砂调节管；
所述喷砂管嵌套在喷枪主体管内且与喷枪主体管同轴设置，喷砂管的进砂端伸出喷枪主体管外与输砂管路连接，喷砂管的出砂端置于喷枪主体管内；
所述回收管伸出喷枪主体管外，回收管通过回收管路和真空回收泵与分离器连接，分离器另一端与储砂罐连接；
所述喷砂调节管套接在喷枪主体管的出口端上；喷砂调节管的轴向位移可调，实现喷砂距离的可调。
进一步的，还包括驱动喷砂调节管轴向移动的驱动机构。
进一步的，所述驱动机构为伸缩电机，所述伸缩电机的一端固定在喷枪主体管的外壁上，其另一端固定在喷砂调节管的外壁上；伸缩电机与控制指示设备连接，控制指示设备通过控制伸缩电机实现控制喷砂调节管的轴向移动。
进一步的，所述图像采集装置为摄像机，所述摄像机固定在喷枪主体管的外壁上，且与喷枪主体管平行设置。
进一步的，所述喷砂调节管远离喷枪主体管的一端设有鬃毛，为鬃毛端，作业时喷砂调节管的鬃毛端与作业表面贴合。
一种上述的作业平台的用途，用于船舶分段表面二次处理。
一种采用上述的作业平台进行表面处理的方法，摄像机获取作业表面特征后传输到控制指示设备，通过控制指示设备进行表面特征的处理与识别；
当摄像机获取的作业表面锈蚀严重时，经控制指示设备识别处理后需进行冲砂作业，控制指示设备根据表面情况确定工艺参数，向空压机、真空回收泵、喷砂机器人和伸缩电机发送指令，增大喷砂压力，增大回收压力，降低喷砂机器人运行速度，减小喷砂距离，以实现作业表面的冲砂作业；
当摄像机获取的作业表面底漆完整时，经控制指示设备识别处理后需进行扫砂作业，控制指示设备根据表面情况确定工艺参数，向空压机、真空回收泵、喷砂机器人和伸缩电机发送指令，降低喷砂压力，降低回收压力，增大喷砂机器人运行速度，增大喷砂距离，以实现作业表面的扫掠式喷砂作业。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)本发明通过表面识别、自动控制和机器人***实现工艺参数和作业方法的实时调整，提高了扫砂工艺的灵活性、智能化和作业效率。
(2)本发明通过机器人代替人进行作业，并将作业废屑进行回收利用，减少喷砂作业对人体的伤害、降低环境污染，节约作业成本。
附图说明
图1为本发明的表面处理作业平台示意图。
图2为本发明的回收式喷砂枪结构示意图。
图3为本发明的回收式喷砂枪主视图。
图4为本发明的会收式喷砂枪俯视图。
图5为本发明的表面处理作业平台的工作流程示意图。
附图标记说明：
1-真空回收泵，2-分离器，3-储砂罐，4-空压机，5-喷砂机器人，6-回收式喷砂枪，61-喷砂管，611-进砂端，612-出砂端，62-喷枪主体管，621-出口端，63-回收管，64-喷砂调节管，641-鬃毛端，65-伸缩电机，66-摄像机，7-控制指示设备。
具体实施方式
下面结合说明书附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-图4所示，本实施例提供一种扫砂工艺技术作业平台，包括回收处理***、喷砂***，喷砂机器人5、回收式喷砂枪6及控制指示设备7；所述回收统包括真空回收泵1、分离器2及回收管路；所述喷砂***包括空压机4、储砂罐3及输砂管路；所述回收式喷砂枪6包括喷枪主体管62、喷砂管61、回收管63、喷砂调节管64、伸缩电机65、摄像机66；所述分离器2与储砂罐3连接；所述喷砂管61与喷砂***的输砂管路连接，回收管63与回收处理***的回收管路连接；所述控制指示设备7分别与空压机4、真空回收泵1、喷砂机器人5、伸缩电机65、摄像机66连接。
所述回收式喷砂枪6与喷砂机器人5通过喷砂枪搭载装置连接；所述喷砂管61嵌套在喷枪主体管内，其进砂端611伸出喷枪主体管62外，其出砂端612置于喷枪主体管62内；所述回收管63伸出喷枪主体管62外；所述喷砂调节管64套接在喷枪主体管62的出口端621上；所述伸缩电机65的一端固定在喷枪主体管62的外壁上，其另一端固定在喷砂调节管64的外壁上；所述摄像机66固定在喷枪主体管62的外壁上；所述喷砂管61与喷枪主体管62同轴设置；所述回收管63与喷枪主体管62焊接在一起，与喷枪主体管62呈60°设置；所述喷砂调节管64的鬃毛端641与作业表面贴合，所述伸缩电机65的伸长或收缩，可使喷砂调节管64在喷枪主体管62的出口端621沿轴向滑动；所述摄像机66与喷枪主体管62平行设置，可实现作业表面特征获取，所述伸缩电机65可实现喷砂管61出砂端612到作业表面的喷砂距离的调节。
如图5所示，本发明还提供一种扫砂工艺技术作业平台的应用，包括以下步骤：摄像机66获取作业表面特征后传输到控制指示设备7，通过控制指示设备7进行表面特征的处理与识别。
所述控制指示设备7根据获取的作业表面特征确定工艺参数，向空压机4、真空回收泵1、喷砂机器人5、伸缩电机65发送指令，实现喷砂压力、真空度、喷砂速度、喷砂距离等工艺参数的实时控制。
当摄像机获取的作业表面锈蚀严重时，经控制指示设备识别处理后需进行冲砂作业，控制指示设备根据表面情况确定工艺参数，向空压机等设备发送指令，增大喷砂压力和回收压力，降低喷砂机器人运行速度，减小喷砂距离，以实现作业表面的冲砂作业。
当摄像机获取的作业表面底漆完整时，经控制指示设备识别处理后需进行扫砂作业，控制指示设备根据表面情况确定工艺参数，向空压机等设备发送指令，降低喷砂压力和回收压力，增大喷砂机器人运行速度，增大喷砂距离，以实现作业表面的快速扫掠式喷砂作业。

Claims (8)

1.一种基于扫砂的表面处理作业平台，其特征在于，搭载回收式喷砂枪的喷砂机器人，控制指示设备，图像采集装置，真空回收泵，分离器，储砂罐和空压机；
所述图像采集装置用于获取待处理的作业表面特征，并将其传送给控制指示设备；
所述控制指示设备还与空压机，真空回收泵，喷砂机器人和回收式喷砂枪连接，根据图像采集装置采集的特征信息，实时调整喷砂压力、真空度、喷砂速度和喷砂距离；
所述储砂罐为喷砂枪提供砂；
所述真空回收泵和分离器组成的回收处理***，用于将砂回收输送到储砂罐。
2.根据权利要求1所述的作业平台，其特征在于，所述回收式喷砂枪包括喷枪主体管，喷砂管，回收管和喷砂调节管；
所述喷砂管嵌套在喷枪主体管内且与喷枪主体管同轴设置，喷砂管的进砂端伸出喷枪主体管外与输砂管路连接，喷砂管的出砂端置于喷枪主体管内；
所述回收管伸出喷枪主体管外，回收管通过回收管路和真空回收泵与分离器连接，分离器另一端与储砂罐连接；
所述喷砂调节管套接在喷枪主体管的出口端上；喷砂调节管的轴向位移可调，实现喷砂距离的可调。
3.根据权利要求2所述的作业平台，其特征在于，还包括驱动喷砂调节管轴向移动的驱动机构。
4.根据权利要求3所述的作业平台，其特征在于，所述驱动机构为伸缩电机，所述伸缩电机的一端固定在喷枪主体管的外壁上，其另一端固定在喷砂调节管的外壁上；伸缩电机与控制指示设备连接，控制指示设备通过控制伸缩电机实现控制喷砂调节管的轴向移动。
5.根据权利要求4所述的作业平台，其特征在于，所述图像采集装置为摄像机，所述摄像机固定在喷枪主体管的外壁上，且与喷枪主体管平行设置。
6.根据权利要求5所述的作业平台，其特征在于，所述喷砂调节管远离喷枪主体管的一端设有鬃毛，为鬃毛端，作业时喷砂调节管的鬃毛端与作业表面贴合。
7.一种权利要求1-6任一项所述的作业平台的用途，其特征在于，用于船舶分段表面二次处理。
8.一种采用权利要求6所述的作业平台进行表面处理的方法，其特征在于，摄像机获取作业表面特征后传输到控制指示设备，通过控制指示设备进行表面特征的处理与识别；
当摄像机获取的作业表面锈蚀严重时，经控制指示设备识别处理后需进行冲砂作业，控制指示设备根据表面情况确定工艺参数，向空压机、真空回收泵、喷砂机器人和伸缩电机发送指令，增大喷砂压力，增大回收压力，降低喷砂机器人运行速度，减小喷砂距离，以实现作业表面的冲砂作业；
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