CN107413772A - 一种激光焦距自适应清洗线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光焦距自适应清洗线，包括控制柜、测速器、测距装置、折返装置、工件传送装置、图像识别装置和激光焦距自动调节装置，本发明的一种激光焦距自适应清洗线通过对工件信息的采集，包括工件的运动速度、所处位置、高度、表面质量和外形特征，实现激光振镜头根据不同的工件特征做到焦距深度实时调整，对高度不统一，外形特征不统一的工件表面进行不同部位柔性匹配清洗，对清洗后的工件表面质量进行前后对比检测；本发明自动化程度高，适用范围广，为激光清洗领域中实时调节焦距深度的清洗方式提供了可靠的技术方案。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备领域，更具体地，涉及一种激光焦距自适应清洗线。
背景技术
激光清洗与传统的机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，激光清洗是一种“环保”的清洗方法。激光清洗不需要使用任何化学药剂和清洗液，不会对环境产生污染；激光清洗不需要与物体表面产生接触，不会对清洗物体表面产生机械作用力，损伤物体表面；激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物，且清洁度高；激光清洗以其“环保”的清洗方法，应用范围正在不断扩展。
中国专利《一种可升降的清洗平台组件及其及激光清洗设备》(公开号：CN106238411，公开日：2016.12.21)公开了一种可升降的清洗平台组件及其及激光清洗设备，所述可升降的清洗平台组件及其及激光清洗设备能根据工件的高低通过手动调节升降调节手柄，带动清洗平台上下滑动，对工件表面进行激光清洗。其不足之处在于需要人工对其升降平台进行调节，无法根据工件的高低进行焦距深度自动调节，导致清洗效率低，需人工辅助。
中国专利《自动激光清洗设备》(公开号：CN105666753A，公开日：2016.06.15)公开了一种自动激光清洗设备，所述的自动激光清洗设备能通过机器视觉自动寻找模具位置并传给机械手伺服控制系统进行模具位置定位。其不足之处在于无法根据模具自身高度进行激光发生器位置的自动调节，导致激光焦点无法定焦至清洗工件表面，无法完成清洗工作。
中国专利《一种自动化清洗线》(公开号：CN106216320A，公开日：2016.12.14)公开了一种自动化清洗线，所述的一种自动化清洗线，其采用超声波清洗方式，能对工件进行清洗并快速烘干，其不足之处在于清洗工序复杂且清洗过程易产生水污染，导致清洗效率低且对环境产生污染。
中国专利《工件清洗线》(公开号：CN102861709A，公开日：2013.01.09)公开了一种工件清洗线，所述的工件清洗线，其采用超声波清洗方式，能对工件进行清洗，烘干及消除应力，其不足之处在于清洗过程中需要通过转向输送装置进行多次转向及输送，导致转向输送装置故障率高，使工件无法进入下一步清洗工序。
综上所述，目前的激光清洗设备普遍存在激光焦距深度无法根据待清洗工件的表面高度进行自动调节，造成清洗工件尺寸单一，工件特征单一等问题；现有的工件清洗线普遍采用超声波清洗方式，存在清洗线造价成本太高，清洗工序复杂，效率低及环境污染等问题。
发明内容
针对上述激光清洗设备的激光焦距无法根据待清洗工件的高度进行自动调节的问题，本发明目的在于提供一种激光焦距自适应清洗线，实现激光清洗过程中激光焦距深度根据工件表面高度进行实时调整，解决了激光清洗领域中一条清洗线只能清洗尺寸单一，特征单一的工件的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种激光焦距自适应清洗线由控制柜、测速器、测距装置、折返装置、工件传送装置、图像识别装置和激光焦距自动调节装置组成，所述的控制柜设置在传送带下方，测速器、测距装置、图像识别装置、激光焦距自动调节装置和折返装置均通过固定装置设置在传送带支架的外侧面，测速器设置在传送带支架右端的外侧面，测距装置沿着测速器左侧方向通过测距仪支架设置在传送带Ⅰ上方，激光焦距自动调节装置设置在传送带支架外侧面中间部位，两组图像识别装置分别通过相机支架设置在激光焦距自动焦距调节装置的两侧，折返装置设置在传送带支架左端的外侧面。
所述的测速器固定在传送带支架的外侧面，测速器的测速轮与传送带Ⅰ的上表面相切，传送带Ⅰ的运动带动测速器的测速轮转动进行测速，通过测速装置的设置，使控制系统能实时获得工件在传送带Ⅰ上的运动速度及所在位置。
所述的测距装置由测距仪支架，测距仪构成，测距仪支架设置在传送带支架外侧面，测距仪通过测距仪支架设置在传送带Ⅰ上方，通过测距装置的设置，使控制系统能实时获得待清洗工件的高度，为激光焦距自动调节装置提供运动信号。
所述的折返装置由推送缸Ⅱ，固定块Ⅱ，到位开关V，挡板，推送缸Ⅰ，阻挡气缸，到位开关IV，固定块Ⅰ构成，推送缸Ⅰ、到位开关IV、阻挡气缸通过固定块Ⅰ依次设置在传送带支架左端的外侧面，推送缸Ⅱ、到位开关V通过固定块Ⅱ设置在传送带支架的右端外侧面，挡板设置在传送带Ⅱ的右侧端部上方，通过折返装置的设置，对清洗质量不符合系统预设标准的工件进行折返重新清洗操作。
所述的工件传送装置由传送带Ⅱ驱动电机，传送带支架，传送带Ⅱ，传送带Ⅰ，工件，传送带Ⅰ驱动电机构成，控制柜设置在传送带Ⅰ下方，传送带Ⅰ与传送带Ⅱ相互等高平行设置，传送带Ⅰ驱动电机为传送带Ⅰ的动力源，传送带Ⅱ驱动电机为驱动传送带Ⅱ的动力源，工件设置在传送带上表面，传送带带动工件运动，通过工件传送装置的设置，使工件能方便的将工件运送至各个需要的位置。
所述的图像识别装置由到位开关Ⅰ，相机Ⅰ，相机Ⅰ支架，相机Ⅱ，到位开关Ⅲ，相机Ⅱ支架构成，相机Ⅰ支架设置在传送带支架外侧面，相机Ⅰ通过相机Ⅰ支架设置在传送带Ⅰ上方，相机Ⅱ支架设置在传送带支架外侧面，相机Ⅱ通过相机Ⅱ支架设置在传送带Ⅰ上方，相机Ⅱ支架下方设置有一通孔，到位开关Ⅰ穿过通孔并利用自身的锁紧装置固定，通过图像识别装置的设置，使控制系统能实时获得工件的外形特征和清洗工件表面质量，为激光焦距自动调节装置和折返装置提供运动信号。
所述的激光焦距自动调节装置由连接板，Y向运动平台，激光振镜头，Z向升降平台，Z向升降平台驱动电机，到位开关Ⅱ，Y向运动平台驱动电机，联轴器Ⅰ，滑块Ⅰ，联轴器Ⅱ，滑块Ⅱ，滑块Ⅲ构成，Z向升降平台设置在传送带Ⅰ支架的外侧面且与传送带Ⅰ的上表面垂直，Z向升降平台驱动电机设置在Z向升降平台的上端面，Z向升降平台驱动电机的电机轴与联轴器Ⅰ连接，滑块Ⅰ活动的设置在Z向升降平台内部传动丝杆上，连接板设置在滑块Ⅰ的上表面与滑块Ⅰ同时运动，Y向运动平台通过连接板设置在Z向升降平台的侧壁且与传送带Ⅰ上表面平行，Y向运动平台通过连接板伴随Z向升降平台进行上下升降运动，Y向运动平台驱动电机设置在Y向运动平台端部，Y向运动平台驱动电机的电机轴与联轴器Ⅱ连接，滑块Ⅱ，滑块Ⅲ活动的设置在Y向运动平台内部的传动丝杆上，激光振镜头设置在Y向运动平台上方，激光振镜头下表面与滑块Ⅱ和滑块Ⅲ的上表面连接并与传送带Ⅰ上表面平行设置，激光振镜头通过滑块Ⅱ，滑块Ⅲ伴随Y向运动平台进行前后运动，通过激光焦距自动调节装置的设置，使激光振镜头能根据控制系统发出的控制信号完成相应的操作。
由于采用了以上技术方案，本发明的一种激光焦距自适应清洗线具有以下优点：
(1)采用工业传感器获取待清洗工件表面高度，使激光清洗过程中激光振镜头与待清洗工件表面始终保持合适的焦距深度，能最大程度上提高激光利用率，保证清洗质量及清洗洁净度。
(2)采用图像识别装置对工件表面特征作出精准判断，实现对不同工件不同部位柔性匹配清洗，无需人工或机械手进行配合作业，减少了人工以及设备的投入，提高了激光清洗线的自动化程度。
(3)采用图像识别装置对清洗完成后的工件进行表面质量比对，对清洗质量不合格的工件进行折返重新清洗，确保工件的清洗质量。
(4)采用Z向运动平台和Y向运动平台相结合的运动方式，使激光振镜头能实现对复杂工件表面进行清洗操作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种激光焦距自适应清洗线的示意图。
图2是本发明实施例提供的一种激光焦距自适应清洗线的整体左视图。
图3是本发明实施例提供的一种激光焦距自适应清洗线的整体后视图。
图4是本发明实施例提供的自动升降平台的示意图。
【附图标记】
控制柜(1)；推送缸Ⅱ(2)；传送带Ⅱ驱动电机(3)；固定块Ⅱ(4)；传送带支架(5)；到位开关V(6)；传送带Ⅱ(7)；挡板(8)；传送带Ⅰ(9)；测速器(10)；测距仪支架(11)；到位开关Ⅰ(12)；测距仪(13)；相机Ⅰ(14)；相机Ⅰ支架(15)；连接板(16)；Y向运动平台(17)；激光振镜头(18)；Z向升降平台(19)；Z向升降平台驱动电机(20)；工件(21)；到位开关Ⅱ(22)；相机Ⅱ(23)；到位开关Ⅲ(24)；相机Ⅱ支架(25)；推送缸Ⅰ(26)；阻挡气缸(27)；到位开关IV(28)；固定块Ⅰ(29)；传送带Ⅰ驱动电机(30)；Y向运动平台驱动电机(31)；联轴器Ⅰ(32)；滑块Ⅰ(33)；联轴器Ⅱ(34)；滑块Ⅱ(35)；滑块Ⅲ(36)。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些零件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”、“固定”等术语应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
本发明采用激光对待清洗工件表面的污物进行清除操作，利用速度传感器，距离传感器，图像识别装置对工件的高度，位置，表面特征信息进行获取并分析，完成激光焦距深度与待清洗的工件表面高度的自动匹配。
一种激光焦距自适应清洗线的主要工艺包括：待清洗工件表面高度信息获取，待清洗工件表面特征信息获取并分析，激光焦距自动调节操作，清洗完成后工件表面质量检测。
待清洗工件表面高度信息获取是指将待清洗工件置于传送带上表面后，当传送带将工件传送到距离传感器下方时，距离传感器对工件的高度立刻进行测量，并将测量信息传送至控制系统，完成待清洗工件表面高度信息获取的操作。
待清洗工件表面特征信息获取并分析是指将待清洗工件置于传送带上表面后，当传送带将工件传送到距离传感器下方时，图像识别装置立刻对工件表面进行拍照操作，并将拍照获得的信息传送至控制系统，控制系统对传送过来的图片信息进行实时分析，分析完毕后发出控制指令至激光焦距自动调节装置，完成待清洗工件表面特征信息获取并分析的操作。
激光焦距自动调节操作是指控制系统将距离传感器，速度传感器和图像识别装置传送过来的信息分析，分析完毕后发出的控制指令而进行的激光振镜头的调整运动。
清洗完成后工件表面质量检测是指清洗完成后的工件运动到第二个图像识别装置下方时，图像识别装置立刻对工件表面进行拍照操作，并将拍照获得的信息传送至控制系统，控制系统对传送过来的图片信息进行实时分析，分析完毕后发出控制指令至折返装置，完成清洗后工件表面质量检测的操作。
具体实施例
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。
实施例1
本发明的一种激光焦距自适应清洗线所有的动作均由控制柜1中的控制系统发出控制信号，当激光焦距自适应清洗线开始工作时，传送带Ⅰ驱动电机30和传送带Ⅱ驱动电机3始终保持运转，从而传送带Ⅰ9和传送带Ⅱ7始终保持运转状态，当工件21运动到测距仪13下方时，测距仪13对工件21进行高度检测并将所获得的高度信息传送到控制系统，控制系统发出控制信号至激光焦距自动调节装置中的Z向升降平台驱动电机20，此时，Z向升降平台19将带动Y向运动平台17和激光振镜头18运动；当工件21运动到相机Ⅰ14下方时，到位开关Ⅰ检测到有工件21在相机Ⅰ14下方，此时，相机Ⅰ14对其进行拍照，并将其获得的工件21特征信息传送至控制系统，控制系统将根据激光振镜头18的出光范围作出计算，判断是否需要向Y向运动平台驱动电机31发出运动信号，如果工件外形尺寸大于激光振镜头18的出光范围，则将运动信号发送至Y向运动平台驱动电机31，反之则不发送控制信号，当工件21运行至激光振镜头18下方时，到位开关Ⅱ检测到工件21，此时，激光振镜头18已调整至激光焦距深度合适位置并开始清洗工作，Y向运动平台17则根据控制系统的控制信号作出相应方向的运动，工件21清洗完毕运动到相机Ⅱ23下方，到位开关Ⅲ24检测到有工件21，相机Ⅱ23对其进行拍照，并将获得的已清洗完毕的工件21表面信息传送至控制系统，控制系统对接收到的信息进行分析计算，判断是否达到系统预设清洗质量标准，如果工件21清洗表面质量达到系统预设质量标准，则工件继续伴随传送带Ⅰ9向前运动，完成清洗工序，如果工件表面清洗质量经系统判断不符合预设质量标准，则控制系统控制阻挡气缸27气缸杆伸出，当到位开关IV 28检测到有工件21时，推送缸Ⅰ26将工件推送至传送带Ⅱ7，工件运动到挡板8时，到位开关V 6检测到有工件，推送缸Ⅱ2将工件推送至传送带Ⅰ9，工件21将重新再进行一次清洗工作，至此，整个激光清洗流程讲述完毕。
以上所述仅为本发明专利的一般实施方式，凡是本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种激光焦距自适应清洗线，其特征在于：一种激光焦距自适应清洗线由控制柜、测速器、测距装置、折返装置、工件传送装置、图像识别装置和激光焦距自动调节装置组成，所述的控制柜(1)设置在传送带下方，测速器、测距装置、图像识别装置、激光焦距自动调节装置和折返装置均通过固定装置设置在传送带支架(5)的外侧面，测速器设置在传送带支架(5)右端的外侧面，测距装置沿着测速器左侧方向通过测距仪支架(11)设置在传送带Ⅰ(9)上方，激光焦距自动调节装置设置在传送带支架(5)外侧面中间部位，两组图像识别装置分别通过相机支架设置在激光焦距自动焦距调节装置的两侧，折返装置设置在传送带支架(5)左端的外侧面；
所述的测速器(10)固定在传送带支架(5)的外侧面，测速器(10)的测速轮与传送带Ⅰ(9)的上表面相切，传送带Ⅰ(9)的运动带动测速器(10)的测速轮转动进行测速；
所述的测距装置由测距仪支架(11)，测距仪(13)构成，测距仪支架(11)设置在传送带支架(5)外侧面，测距仪(13)通过测距仪支架(11)设置在传送带Ⅰ(9)上方；
所述的折返装置由推送缸Ⅱ(2)，固定块Ⅱ(4)，到位开关V(6)，挡板(8)，推送缸Ⅰ(26)，阻挡气缸(27)，到位开关IV(28)，固定块Ⅰ(29)构成，推送缸Ⅰ(26)、到位开关IV(28)、阻挡气缸(27)通过固定块Ⅰ(29)依次设置在传送带支架(5)左端的外侧面，推送缸Ⅱ(2)、到位开关V(6)通过固定块Ⅱ(4)设置在传送带支架(5)的右端外侧面，挡板(8)设置在传送带Ⅱ(7)的右侧端部上方。
2.根据权利要求1所述的一种激光焦距自适应清洗线，其特征在于：工件传送装置由传送带Ⅱ驱动电机(3)，传送带支架(5)，传送带Ⅱ(7)，传送带Ⅰ(9)，工件(21)，传送带Ⅰ驱动电机(30)构成，控制柜(1)设置在传送带Ⅰ(9)下方，传送带Ⅰ(9)与传送带Ⅱ(7)相互等高平行设置，传送带Ⅰ驱动电机(30)为传送带Ⅰ(9)的动力源，传送带Ⅱ驱动电机(3)为驱动传送带Ⅱ(7)的动力源，工件(21)设置在传送带上表面，传送带带动工件运动。
3.根据权利要求1所述的一种激光焦距自适应清洗线，其特征在于：图像识别装置由到位开关Ⅰ(12)，相机Ⅰ(14)，相机Ⅰ支架(15)，相机Ⅱ(23)，到位开关Ⅲ(24)，相机Ⅱ支架(25)构成，相机Ⅰ支架(15)设置在传送带支架(5)外侧面，相机Ⅰ(14)通过相机Ⅰ支架(15)设置在传送带Ⅰ(9)上方，相机Ⅱ支架(25)设置在传送带支架(5)外侧面，相机Ⅱ(23)通过相机Ⅱ支架(25)设置在传送带Ⅰ(9)上方，相机Ⅱ支架(25)下方设置有一通孔，到位开关Ⅰ(12)穿过通孔并利用自身的锁紧装置固定。
4.根据权利要求1所述的一种激光焦距自适应清洗线，其特征在于：激光焦距自动调节装置由连接板(16)，Y向运动平台(17)，激光振镜头(18)，Z向升降平台(19)，Z向升降平台驱动电机(20)，到位开关Ⅱ(22)，Y向运动平台驱动电机(31)，联轴器Ⅰ(32)，滑块Ⅰ(33)，联轴器Ⅱ(34)，滑块Ⅱ(35)，滑块Ⅲ(36)构成，Z向升降平台(19)设置在传送带支架(5)的外侧面且与传送带Ⅰ(9)的上表面垂直，Z向升降平台驱动电机(20)设置在Z向升降平台(19)的上端面，Z向升降平台驱动电机(20)的电机轴与联轴器Ⅰ(32)连接，滑块Ⅰ(33)活动的设置在Z向升降平台(19)内部传动丝杆上，连接板(16)设置在滑块Ⅰ(33)的上表面与滑块Ⅰ(33)同时运动，Y向运动平台(17)通过连接板(16)设置在Z向升降平台(19)的侧壁且与传送带Ⅰ(9)上表面平行，Y向运动平台(17)通过连接板(16)伴随Z向升降平台(19)进行上下升降运动，Y向运动平台驱动电机(31)设置在Y向运动平台(17)端部，Y向运动平台驱动电机(31)的电机轴与联轴器Ⅱ(34)连接，滑块Ⅱ(35)，滑块Ⅲ(36)活动的设置在Y向运动平台(17)内部的传动丝杆上，激光振镜头(18)设置在Y向运动平台(17)上方，激光振镜头(18)下表面与滑块Ⅱ(35)和滑块Ⅲ(36)的上表面连接并与传送带Ⅰ(9)上表面平行设置，激光振镜头(18)通过滑块Ⅱ(35)，滑块Ⅲ(36)伴随Y向运动平台(17)进行前后运动。
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