一种用于大型箱形梁的智能生产装置、生产线及方法
阅读说明：本技术 一种用于大型箱形梁的智能生产装置、生产线及方法 (Intelligent production device, production line and method for large box beam ) 是由 曾翔 田晶 张鉴隆 杨凤琼 李岩 陈辉芳 列海涛 孟嘉伦 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于大型箱形梁的智能生产装置、生产线及方法,包括抛射区主室体和至少一个复合喷丸机械手,所述抛射区主室体上设置用有于对工件四周抛丸的第一抛丸器组和第二抛丸器组；所述至少一个复合喷丸机械手设置在所述抛射区主室体内,该用于大型箱形梁的智能生产装置将大面积抛丸与局部喷丸结合,实现金属构件全方位、无死角的高效清理,同时对增加工件表面压应力,提升工件抗疲劳寿命,避免了人工补喷丸、占地面积大和环境二次污染等的问题。(The invention discloses an intelligent production device, a production line and a method for a large box beam, which comprise a main chamber body of a casting area and at least one composite shot blasting mechanical arm, wherein a first shot blasting machine group and a second shot blasting machine group for performing shot blasting on the periphery of a workpiece are arranged on the main chamber body of the casting area; at least one compound peening manipulator sets up in the main room of casting area is internal, and this an intelligent production device for large-scale box beam combines large tracts of land shot-blasting and local peening, realizes the all-round, high-efficient clearance at no dead angle of metal component, to increasing work piece surface compressive stress simultaneously, promotes work piece fatigue life, has avoided the problem of artifical benefit peening, area is big and environmental secondary pollution etc..)
技术领域
本发明涉及表面喷丸处理领域，具体涉及一种用于大型箱形梁的智能生产装置、生产线及方法。
背景技术
大型矩形梁具有体积庞大、难翻转、转运困难特点，是港口机械场桥和岸桥产品主要结构件，长期在高腐蚀环境下工作，容易因锈蚀而失效。金属构件的抛喷丸表面清理与防护技术可通过高速弹丸流打击工件表面，除去表面的铁锈等杂物，增加表面压应力，获得合适表面粗糙度提高油漆附着力，改善表面涂装质量，从而延长其使用寿命。
大型箱形结构件外表面有4条与工件长度一致的焊缝，针对大尺寸工件焊缝长、焊缝处与平面处表面处理要求不一样，而现有设备选用单一抛丸技术造成抛丸后质量不均，需要单独设置人工作业区进行人工补喷丸，造成占地面积大，操作环境二次污染等问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而提供一种用于大型箱形梁的智能生产装置、生产线及方法，将大面积抛丸与局部喷丸结合，实现金属构件全方位、无死角的高效清理，同时对增加工件表面压应力，提升工件抗疲劳寿命，同时避免了人工补喷丸、占地面积大和环境二次污染等的问题。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于大型箱形梁的智能生产装置，包括抛射区主室体和至少一个复合喷丸机械手，所述抛射区主室体上设置用有于对工件四周抛丸的第一抛丸器组和第二抛丸器组；所述第一抛丸器组和第二抛丸器组均呈倾斜设置，所述第一抛丸器组和第二抛丸器组抛丸时均形成至少一个弹丸抛射面，所述抛射区主室体的表面同时具备所述第一抛丸器组和第二抛丸器组时，出发点位于同一所述表面上的所述至少一个弹丸抛射面相交于工件内；所述至少一个复合喷丸机械手设置在所述抛射区主室体内，所述至少一个复合喷丸机械手被配置为用于对工件的焊缝喷丸；
所述至少一个复合喷丸机械手还被配置为对局部不合格处补喷丸。
作为优选，所述抛射区主室体下方具有一回收槽。
作为优选，所述抛射区主室体前端连有前辅助室体，所述抛射区主室体后端连有后辅助室体，所述前辅助室体和后辅助室体内均设置有耐磨橡胶防护帘。
作为优选，所述抛射区主室体内设置有耐磨弹丸反弹板。
作为优选，所述前辅助室体和后辅助室体上均设置有门框。
作为优选，所述抛射区主室体内设置有导轨，所述复合喷丸机械手安装于导轨上，所述复合喷丸机械手通过导轨与抛射区主室体活动连接，导轨采用电动导轨。
本发明还提供一种生产线，包括斗式提升机、丸砂分离器、纵向螺旋输送机、横向螺旋输送机、刮扫机构、除尘系统、链式输送机、输丸管道、质量检测仪和电气控制系统，还包含有上述的用于大型箱形梁的智能生产装置。
作为优选，所述刮扫机构包含有一级刮扫装置和二级吹扫装置。
所述一级刮扫装置和二级吹扫装置分别安装在前辅助室体顶部和后辅助室体顶部，能够有效的清除工件顶部的弹丸及灰尘。
所述斗式提升机采用离心重力式落料，落料时弹丸中的部分灰尘由除尘系统排出，改善提升机内部的工作条件。
所述丸砂分离器采用BE型满幕帘式分离器。对从斗提机提升上来的丸料进行分离，将粉尘小粒破裂的丸料分离开，合格丸料流到输丸管道供抛丸器循环使用。丸砂分离器上有12个出口，12个出口分别通过输丸管道连接到12个抛丸器入口。
纵向螺旋输送机和横向螺旋输送机将丸尘混合物收集汇入斗式提升机底部,经斗式提升机提升到分料输送机。
所述输丸管道上设置有气控弹丸闸阀，依靠气缸对抛丸量进行远距离控制。它能够避免因普通控制器关闭不严而造成电机烧坏、抛丸器堵塞、弹丸空抛及伤人现象。还用以调节抛丸流量，减少了由于抛丸器不必要的抛射而引起的丸料耗损，减少了抛丸器的叶片、分丸轮、定向套和衬板的磨损。
除尘系统包括室体内通风除尘系统和分离器斗提机除尘系统。抛射区主室体内呈微负压的方式，吸风口设有宫型隔板，防止弹丸外溢堵塞风道，除尘管道各接口不漏风泄压，各除尘点设有风量调节阀，有利于风量分配。
质量检测仪设置有两组，分别位于前辅助室体和后辅助室体内，质量检测仪带有专用的电动导轨带动其运行。
电气控制系统采用集中控制，并设有单动控制，有利于维修和调试，电气控制系统采用常规面板集中控制,性能可靠维修方便。配置为具有联锁控制功能,设备的启动只能按顺序进行操作,防止丸料循环时由于误操作引起丸料堵塞在元件的上。
该生产线的工作方法，包括以下步骤：
1)工件产品运入抛射区主室体内；
2)大面积抛丸处理工件；
3)一级刮扫工件顶部弹丸；
4)二级吹扫工件顶部弹丸；
5)通过质量检测仪扫描检测工件；
6)工件返回；
7)小面积处理工件及焊缝；
8)通过质量检测仪扫描检测工件；
9)工件产品运出。
本发明的有益效果为：设置了复合喷丸机械手对焊缝表面进行喷丸强化处理，对工件采取自动抛丸加局部自动喷丸的复合喷丸技术，从而使工件不仅能够改善表面粗糙度，还能够改善其焊缝残余拉应力的分布，达到提高零件抗疲劳强度和延长使用寿命的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的立体图。
图2为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的耐磨橡胶防护帘的装配示意图。
图3为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的耐磨橡胶防护帘的分布图。
图4为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的局部结构示意图。
图5为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的复合喷丸机械手分布示意图。
图6为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的第一抛丸器组和第二抛丸器组工作时形成的弹丸抛射面的射向示意图。
图7为本发明公开的一种生产线的结构示意图。
图8为本发明公开的一种生产线在未装配耐磨橡胶防护帘时的局部结构示意图。
图9为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的耐磨橡胶防护帘的局部分布示意图。
图10为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的部分耐磨弹丸反弹板的分布示意图。
图11为本发明一种用于大型箱形梁的智能生产装置的第一抛丸器组和第二抛丸器组的抛丸示意图。
图12为本发明公开的一种生产线的局部示意图。
图中：
10、抛射区主室体；11、第一抛丸器组；12、第二抛丸器组；111、弹丸抛射面；13、回收槽；14、前辅助室体；15、后辅助室体；151、固定板；16、耐磨弹丸反弹板；17、耐磨橡胶防护帘；171、第一横向橡胶板；172、第二横向橡胶板；173、第一纵向橡胶板；174、第二纵向橡胶板；175、第三横向橡胶板；176、第四横向橡胶板；177、第三纵向橡胶板；18、门框；19、导轨；
20、复合喷丸机械手；
30、斗式提升机；
40、丸砂分离器；
50、纵向螺旋输送机；
60、横向螺旋输送机；
70、刮扫机构；71、一级刮扫装置；72、二级吹扫装置；
80、除尘系统；
90、链式输送机；
100、工件；
110、质量检测仪。
具体实施方式
下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。
在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对的限制。
另外，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，安装、连接和相连等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
如图1、2、3、4、5、6和10所示，一种用于大型箱形梁的智能生产装置，包括抛射区主室体10以及设置在抛射区主室体10内的复合喷丸机械手20；其中，抛射区主室体10上设置用于对工件四周抛丸的第一抛丸器组11和第二抛丸器组12。
如图6所示，第一抛丸器组11和第二抛丸器组12均呈倾斜设置，第一抛丸器组11和第二抛丸器组12抛丸时均形成至少一个弹丸抛射面111，抛射区主室体10的表面同时具备第一抛丸器组11和第二抛丸器组12时，出发点位于同一平面上的两个弹丸抛射面相交于工件100内。
复合喷丸机械手20被配置为用于对工件的焊缝喷丸；复合喷丸机械手20还被配置为对局部不合格处补喷丸。设置了复合喷丸机械手对焊缝表面进行喷丸强化处理，对工件采取自动抛丸加局部自动喷丸的复合喷丸技术，从而使工件不仅能够改善表面粗糙度，还能够改善其焊缝残余拉应力的分布，达到提高零件抗疲劳强度和延长使用寿命的目的。
在本实施例中，抛射区主室体10底面设置有回收槽13。
在本实施例中，抛射区主室体10前端连有前辅助室体14，抛射区主室体10后端连有后辅助室体15，前辅助室体14和后辅助室体15内均设置有耐磨橡胶防护帘17，其中前辅助室体14和后辅助室体15内均设置有两个耐磨橡胶防护帘17，耐磨橡胶防护帘采用加筋的设计，具有良好的力学性能，不易损坏。
第一抛丸器组11设置有六个抛丸器，第一抛丸器组的抛丸器均向后辅助室体15倾斜；第二抛丸器组12同样设置有六个抛丸器，第二抛丸器组12的抛丸器均向前辅助室体14倾斜，第一抛丸器组11和第二抛丸器组12喷出的弹丸集中度高，能够有效的提升工作效率，同时能够提升质量均一性。
如图10所示，在本实施例中，抛射区主室体10内设置有耐磨弹丸反弹板16，耐磨弹丸反弹板16可以保护抛射区主室体10壁板免受磨损，延长抛射区主室体10使用寿命，同时可以利用弹丸的反弹功能，继续有效地打击工件的表面，提高清理质量与清理效率，耐磨弹丸反弹板16与抛射区主室体10通过耐磨包铸螺母(未图示)和螺栓(未图示)连接，保护螺栓头部不受损坏，拆装更换方便。
在本实施例中，前辅助室体14和后辅助室体15上均设置有门框18。
如图10所示，在本实施例中，抛射区主室体10内设置有导轨19，复合喷丸机械手20安装于导轨19上，复合喷丸机械手20通过导轨19与抛射区主室体10活动连接，导轨采用电动导轨。
如图2、3、4和9所示在一些实施例中，耐磨橡胶防护帘17包括外帘和内帘。外帘包含有第一横向橡胶板171、第二横向橡胶板172和第一纵向橡胶板173，第一横向橡胶板171一端与门框18螺栓连接，第二横向橡胶板172一端与门框螺栓连接，第一纵向橡胶板173位于第一横向橡胶板171的下方，第一纵向橡胶板173位于第二横向橡胶板172之间，前辅助室体14和后辅助室体15内均设置有固定板151，第一纵向橡胶板173与固定板151螺栓连接。内帘包含有第二纵向橡胶板174、第三横向橡胶板175、第四横向橡胶板176和第三纵向橡胶板177，所述第二纵向橡胶板174、第三横向橡胶板175和第四横向橡胶板176均与门框18螺栓连接，第三横向橡胶板175与固定板151螺栓连接。
如图3、7、8、11和12所示，本发明还提供一种生产线，包括斗式提升机30、丸砂分离器40、纵向螺旋输送机50、横向螺旋输送机60、刮扫机构70、除尘系统80、链式输送机90、输丸管道(未图示)、质量检测仪110和电气控制系统(未图示)，还包含有上述的用于大型箱形梁的智能生产装置。
刮扫机构70包含有一级刮扫装置71和二级吹扫装置72，一级刮扫装置和二级吹扫装置均位于内帘之间。
该生产线的工作方法，包括以下步骤：
1)工件产品运入抛射区主室体内；
2)大面积抛丸处理工件；
3)一级刮扫工件顶部弹丸；
4)二级吹扫工件顶部弹丸；
5)通过质量检测仪扫描检测工件；
6)工件返回；
7)小面积处理工件及焊缝；
8)通过质量检测仪扫描检测工件；
9)工件产品运出。
该生产线设计有室体、抛丸器、复合喷丸机械手、斗式提升机、丸砂分离器、纵向螺旋输送机、横向螺旋输送机、刮扫机构、除尘系统、电气控制系统，工件首先通过自动抛丸室，由配置的12台抛丸机对金属构件大面积表面质量达到Sa2.5以满足后续油漆附着力要求；经过耐磨橡胶防护帘、刮扫机构和除尘系统清除顶部弹丸和灰尘，再通过质量检测仪检测抛丸质量并标记不合格区域，工件返回通过复合喷丸机械手小面积和焊缝喷射，改善工件焊缝残余应力的分布；将大面积抛丸与局部喷丸结合，实现金属构件全方位、无死角的高效清理，同时对增加工件表面压应力，提升工件抗疲劳寿命。
以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。另外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括结合冠词“该”引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集”旨在包括一个或多个项目，例如相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一项”或类似语言。另外，如本文所用，术语“具有”及其变体等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。另外，如在本文所用，术语“或”在被串联使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明，例如，如果与“或者”或“仅其中之一”结合使用。
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