砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103861754 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103861754 A (21)申请号 201410109823.8 (22)申请日 2014.03.24 B05B 7/22(2006.01) B05B 13/04(2006.01) B24C 3/00(2006.01) (71)申请人 基迈克材料科技 （苏州） 有限公司 地址 215214 江苏省苏州市吴江市汾湖经济 开发区汾杨路东侧 (72)发明人 庄志杰 黄小军 诸斌 (74)专利代理机构 上海新天专利代理有限公司 31213 代理人 徐伟奇 (54) 发明名称 砂料自动回收循环的移动式细。

2、长工件喷砂及 电弧喷涂装置 (57) 摘要 砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及 电弧喷涂装置， 包括电控箱 (1)、 电弧喷枪 (2)、 喷 砂枪 (3)、 提升机 (5)、 台车 (13)、 固定架 (15)、 机体 (16)、 电弧喷涂机 (18)、 储砂罐 (19)、 工作 仓 (20) 和喷砂机 (21) ； 装置由车床行走系统、 工 件舱体、 除尘系统、 喷砂机系统、 电弧喷涂机和控 制系统组成 ； 封闭的机体内以自动控制实现集成 喷砂和电弧喷涂的设备， 结构简单合理， 安装操作 维护简便， 自动化程度高， 设备控制精确可靠， 有 效保护环境， 节省人力， 可大大节约生产时间和成。

3、 本， 提高工作效率， 广泛应用于不锈钢管， 铁管， 长 轴， 细长的工件等的整体喷砂、 表面处理以及电弧 喷涂作业， 具有明显的经济和社会效应。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103861754 A CN 103861754 A 1/1 页 2 1. 砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装置 , 包括电控箱 (1)、 电 弧喷枪 (2)、 喷砂枪 (3)、 提升机 (5)、 台车 (13)、 固定架 (15)、 机体。

4、 (16)、 电弧喷涂机 (18)、 储砂罐 (19)、 工作仓 (20)、 喷砂机 (21) 和除尘器 (23) ； 其特征在于， 装置由车床行走系 统、 工件舱体、 除尘系统、 喷砂机系统、 电弧喷涂机和控制系统组成 ； 车床行走系统上有台车 (13)， 工件舱体包括工作仓 (20)， 控制系统上有电控箱 (1) ； 机体 (16) 外壁上安装电控箱 (1)， 机体 (16) 内下方安装有电弧喷涂机 (18)， 机体 （16） 内安装工作仓 (20)， 机体 （16） 后 侧安装喷砂机 (21)， 工作仓 (20) 前侧壁开有门， 该门的内侧固定安装电弧喷枪 (2) 和喷砂 枪(3)， 同。

5、时， 机体(16)内上部安装台车(13)， 台车(13)下部安装固定架(15)， 工作仓(20) 位置机体 （16） 后侧垂直安装提升机 (5)， 提升机 （5） 旁边安装储砂罐 (19)， 储砂罐 (19) 旁 边安装除尘器 (23)， 除尘器 (23) 的吸尘管位于机体 （16） 内的提升机 （5） 旁， 储砂罐 (19) 固定在喷砂机 (21) 上部， 提升机 (5) 上端与储砂罐 (19) 连接， 电弧喷枪 (2) 和喷砂枪 (3) 分别与电弧喷涂机 (18) 和喷砂机 (21) 连接。 2. 如权利要求 1 所述的砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装置， 其 特征在于， 。

6、机体 (16) 内部顶部安装顶架 (9)， 台车 (13) 安装在顶架 (9) 上。 3. 如权利要求 1 所述的砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装置， 其 特征在于， 机体(16)内两侧上部水平安装第一层导轨(8)， 同时在第一层导轨(8)下侧水平 安装第二层导轨 (7)， 台车 (13) 及其车头安装在第一层导轨 (8) 上， 台车 (13) 的车尾 (4) 安装在第二层导轨 (7) 上， 台车 (13) 上车头和车尾 (4) 分别向下伸出一部固定架 (15)， 这 二部固定架 (15) 下端各连接一个卡盘 (22)。 4. 如权利要求 1 所述的砂料自动回收循环的移动式细长。

7、工件喷砂及电弧喷涂装置， 其 特征在于， 机体 (16) 内部有工作舱体， 工作舱体由装卸仓 (10)、 移动仓 (11) 和工作仓 (20) 构成， 机体 (16) 内中部垂直方向有工作仓 (20)， 在工作仓 (20) 两侧的上部有移动仓 (11)， 在工作仓 (20) 右侧的中下部有装卸仓 (10)， 而且装卸仓 (10) 外安装气缸门 (12)。 5. 如权利要求 1 所述的砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装置， 其 特征在于， 控制系统包括电控箱 (1)， 采用 PLC+ 编码器和触摸屏控制。 6. 如权利要求 1 所述的砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装。

8、置， 其 特征在于， 机体 (16) 内底部水平安装纵向螺杆 (17)， 纵向螺杆 (17) 一端接入工作仓 (20) 内 ； 同时， 在工作仓 (20) 底端水平安装与纵向螺杆 (17) 垂直的圆管型底槽， 该槽内同轴安 装横向螺杆 (24)， 该槽前端有向上的进砂口连通工作仓 (20) 底部的汇集口， 该槽后端开口 在提升机 (5) 下端。 7. 如权利要求 1 所述的砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装置， 其 特征在于， 除尘器 （23） 采用滤筒式滤芯。 权 利 要 求 书 CN 103861754 A 2 1/4 页 3 砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂装。

9、置 技术领域 0001 本发明涉及IPC国际专利分类B05B以喷射或雾化对工件表面处理技术， 属于一种 工件表面处理或涂装设备装置， 尤其是砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷 涂装置。 背景技术 0002 喷砂和电弧喷涂作为表面处理的一项特有工序， 使用越来越广泛。 0003 喷砂是采用压缩空气为动力， 以形成高速喷射束将喷料， 如铜矿砂、 石英砂、 金刚 砂、 铁砂或海南砂等， 高速喷射到需要处理的工件表面， 使工件表面的外表面的外表或形状 发生变化， 由于磨料对工件表面的冲击和切削作用， 使工件的表面获得一定的清洁度和不 同的粗糙度， 使工件表面的机械性能得到改善， 因此提高了工。

10、件的抗疲劳性， 增加了工件和 涂层之间的附着力， 延长了涂层的耐久性， 也有利于涂料的流平和装饰。 0004 电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属， 用高速气 流把熔化的金属雾化， 并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。电弧喷 涂是钢结构防腐蚀、 耐磨损和机械零件修复等实际应用工程中最普遍使用的一种热喷涂方 法。电弧喷涂系统一般是由喷涂专用电源、 控制装置、 电弧喷枪、 送丝机及压缩空气供给系 统等组成。 0005 常用的喷砂设备为增压式和普压式喷砂机， 细长工件如高速公路护栏、 桥梁护栏 或长轴表面修复， 以及瓦楞辊、 印刷辊、 不锈钢管表面喷砂或电弧喷。

11、涂等的防腐防锈等表面 修复加工， 一般是在室外或密闭的房间内将工件放在平台上， 双手端着喷砂枪对准工件喷 砂， 完成后端着电弧枪电弧喷涂涂层 ； 或者， 将工件固定在车床上， 在旋转工件同时， 双手端 着喷砂枪和电弧枪左右移动喷砂或电弧 ； 这样需要人工收集后过筛， 再加料使用， 不利于砂 料的回收重复使用， 操作费时费力也会造成材料的浪费和环境污染。 操作人员工作量大， 而 且易损害身体健康甚至造成危险， 此外， 工件放在支架上不旋转， 人工移动喷枪还会导致工 件喷砂电弧喷涂不均匀， 严重影响涂层质量， 降低生产效率。 0006 已公开专利文献较少， 如 ： 中国申请号 2011205057。

12、73， 高熔点金属电弧喷涂机器 人， 它主要由设备本体， 六自由度并联平台， 三自由度摆头， 母模加热装置以及控制计算机 组成 ； 其中设备本体的底座上设有装卡母模的六自由度并联平台， 在设备本体的横梁上装 有三自由度摆头， 三自由度摆头装有喷嘴且与六自由度并联平台的动平台相对并配合工 作， 在六自由度并联平台的动平台设有母模加热装置， 同时三自由度摆头随横梁沿着立柱 进行轴方向进给运动 ； 六自由度并联平台、 三自由度摆头、 母模加热装置均与控制计算机 连接。 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种砂料自动回收循环的移动式细长工件喷砂及电弧喷涂 装置， 提高加工作业的自动化程度， 并同时。

13、提高表面处理均匀度以及涂层质量， 提高生产效 说 明 书 CN 103861754 A 3 2/4 页 4 率。 0008 本发明的目的将通过以下技术措施来实现 ： 包括 ： 电控箱、 电弧喷枪、 喷砂枪、 提 升机、 台车、 固定架、 机体、 电弧喷涂机、 储砂罐、 工作仓、 喷砂机和除尘器 ； 装置由车床行走 系统、 工件舱体、 除尘系统、 喷砂机系统、 电弧喷涂机和控制系统组成 ； 车床行走系统上有台 车， 工件舱体包括工作仓， 控制系统上有电控箱 ； 机体外壁上安装电控箱， 机体内下方安装 有电弧喷涂机， 机体内安装工作仓， 机体后侧安装喷砂机， 工作仓前侧壁开有门， 该门的内 侧固定。

14、安装电弧喷枪和喷砂枪， 同时， 机体内上部安装台车， 台车下部安装固定架， 工作仓 位置机体后侧垂直安装提升机， 提升机旁边安装储砂罐， 储砂罐旁边安装除尘器， 除尘器的 吸尘管位于机体内的提升机旁， 储砂罐固定在喷砂机上部， 提升机上端与储砂罐连接， 电弧 喷枪和喷砂枪分别与电弧喷涂机和喷砂机连接。 0009 尤其是， 机体内部顶部安装顶架， 台车安装在顶架上。 0010 尤其是， 机体内两侧上部水平安装第一层导轨， 同时在第一层导轨下侧水平安装 第二层导轨， 台车及其车头安装在第一层导轨上， 台车的车尾安装在第二层导轨上， 台车上 车头和车尾分别向下伸出一部固定架， 这二部固定架下端各连接。

15、一个卡盘。 0011 尤其是， 机体内部有工作舱体， 工作舱体由装卸仓、 移动仓和工作仓构成， 机体内 中部垂直方向有工作仓， 在工作仓两侧的上部有移动仓， 在工作仓右侧的中下部有装卸仓， 而且装卸仓外安装气缸门。 0012 尤其是， 控制系统包括电控箱， 采用 PLC+ 编码器和触摸屏控制。 0013 尤其是， 机体内底部水平安装纵向螺杆， 纵向螺杆一端接入工作仓内 ； 同时， 在工 作仓底端水平安装与纵向螺杆垂直的圆管型底槽， 该槽内同轴安装横向螺杆， 该槽前端有 向上的进砂口连通工作仓底部的汇集口， 该槽后端开口在提升机下端。 0014 尤其是， 除尘器采用滤筒式滤芯。 0015 本发明。

16、的优点和效果 ： 封闭的机体内以自动控制实现集成喷砂和电弧喷涂的设 备， 结构简单合理， 安装操作维护简便， 自动化程度高， 设备控制精确可靠， 有效保护环境， 节省人力， 可大大节约生产时间和成本， 提高工作效率， 广泛应用于不锈钢管， 铁管， 长轴， 细长的工件等的整体喷砂、 表面处理以及电弧喷涂作业， 具有明显的经济和社会效应。 附图说明 0016 图 1 为本发明实施例 1 结构示意图。 0017 附图标记包括 ： 电控箱 1、 电弧喷枪 2、 喷砂枪 3、 车尾 4、 提升机 5、 工件 6、 第二层 导轨7、 第一层导轨8、 顶架9、 装卸仓10、 移动仓11、 气缸门12、 台车。

17、13、 电机14、 固定架15、 机体 16、 纵向螺杆 17、 电弧喷涂机 18、 储砂罐 19、 工作仓 20、 喷砂机 21、 卡盘 22、 除尘器 23、 横向螺杆 24。 具体实施方式 0018 本发明由车床行走系统、 工件舱体、 除尘系统、 喷砂机系统、 电弧喷涂机和控制系 统组成。 0019 本发明原理在于， 由车床行走系统解决工件旋转和移动的问题， 以工件舱体和除 尘系统支持喷涂外区域无尘和整体工作区域内进行密封， 喷砂机系统对砂料进行自动循 说 明 书 CN 103861754 A 4 3/4 页 5 环保持长时间喷砂， 控制系统负责对需要喷砂和电弧喷涂的所有区域进行集成操作。

18、集中控 制。 0020 本发明包括 ： 电控箱 1、 电弧喷枪 2、 喷砂枪 3、 提升机 5、 台车 13、 固定架 15、 机体 16、 电弧喷涂机 18、 储砂罐 19、 工作仓 20 和喷砂机 21 和除尘器 23。 0021 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0022 实施例 1 ： 如附图 1 所示， 装置由车床行走系统、 工件舱体、 除尘系统、 喷砂机系统、 电弧喷涂机和控制系统组成 ； 车床行走系统上有台车 13， 工件舱体包括工作仓 20， 控制系 统上有电控箱 1 ； 机体 16 外壁上安装电控箱 1， 机体 16 内下方安装有电弧喷涂机 18， 机体 16 内安。

19、装工作仓 20， 机体 16 后侧安装喷砂机 21， 工作仓 20 前侧壁开有门， 该门的内侧固 定安装电弧喷枪 2 和喷砂枪 3， 同时， 机体 16 内上部安装台车 13， 台车 13 下部安装固定架 15， 工作仓 20 位置机体 16 后侧垂直安装提升机 5， 提升机 5 旁边安装储砂罐 19， 储砂罐 19 旁边安装除尘器 23， 除尘器 23 的吸尘管位于机体 16 内的提升机 5 旁， 储砂罐 19 固定在喷 砂机 21 上部， 提升机 5 上端与储砂罐 19 连接， 电弧喷枪 2 和喷砂枪 3 分别与电弧喷涂机 18 和喷砂机 21 连接。 0023 前述中， 工作仓 20 前。

20、侧壁开有门， 便于更换电弧喷枪 2 和喷砂枪 3 以及其他配件。 0024 前述中， 机体 16 内部顶部安装顶架 9， 台车 13 安装在顶架 9 上。 0025 前述中， 机体16内两侧上部水平安装第一层导轨8， 同时在第一层导轨8下侧水平 安装第二层导轨 7， 台车 13 及其车头安装在第一层导轨 8 上， 台车 13 的车尾 4 安装在第二 层导轨7上， 台车13上车头和车尾4分别向下伸出一部固定架15， 这二部固定架15下端各 连接一个卡盘 22。该二卡盘 22 之间通过尾座固定工件 6。 0026 前述中， 机体16内部有工作舱体， 工作舱体由装卸仓10、 移动仓11和工作仓20构。

21、 成， 机体16内中部垂直方向有工作仓20， 在工作仓20两侧的上部有移动仓11， 在工作仓20 右侧的中下部有装卸仓 10， 而且装卸仓 10 外安装气缸门 12。 0027 前述中， 在台车 13 上车头内有 2 个电机 14， 一个为主轴旋转电机， 另一个为工件 6 移动电机。位于车头侧的卡盘 22 与台车 13 的主轴旋转电机之间通过皮带带动， 旋转工件 6。 0028 前述中， 控制系统包括电控箱 1， 采用 PLC+ 编码器和触摸屏控制， 分为测试模式和 自动选择模式 2 种。测试模式包括为测试各系统单独运行是否正常， 自动选择模式分为喷 砂和电弧喷涂 2 种， 选择喷砂时输入工件。

22、 6 长度、 喷砂次数、 转速和移动速度即可， 当工件 6 相同时可将转速和移动速度设置为固定参数， 喷砂完成后自动停止 ； 选择电弧喷涂时输入 工件长度， 电弧次数， 转速和移动速度便可， 当工件 6 相同时可将转速和移动速度设置为固 定参数， 电弧喷涂完成后自动停止， 完成生产。 0029 前述中， 机体16内底部水平安装纵向螺杆17， 纵向螺杆17一端接入工作仓20内 ； 同时， 在工作仓20底端水平安装与纵向螺杆17垂直的圆管型底槽， 该槽内同轴安装横向螺 杆 24， 该槽前端有向上的进砂口连通工作仓 20 底部的汇集口， 该槽后端开口在提升机 5 下 端。纵向螺杆 17 一端连接电机。

23、， 一端连接在工作仓 20 下方， 纵向螺杆 17 通过一管道将砂 料推送入到工作仓 20 底部的汇集口并落入圆管型底槽， 进一步由横向螺杆 24 将砂料送入 提升机 5 内。 0030 前述中， 除尘器 23 采用滤筒式滤芯， 除尘器 23 反吹吹气， 配备 7.5kw 除尘电机。 说 明 书 CN 103861754 A 5 4/4 页 6 0031 前述中， 车床行走系统包括有2层导轨， 分别安装在机体16内工作舱体的上方， 第 一层导轨8用来移动台车13和固定工件6的尾座， 在台车13上一头固定焊接车头， 台车13 的车尾在第二层导轨 7 上移动， 随工件 6 长短移动并固定。 003。

24、2 前述中， 卡盘 22 用来固定工件 6， 并旋转工作， 只需要移动尾座便可以安装不同的 工件 6， 对于形状不规则的工件 6 可通过更换成 4 抓卡盘 22 或制作一夹具便可以固定。 0033 本实施例中， 工作舱体总长度为 12 米， 宽度 1 米， 高度为 1.5 米， 第一层导轨 8 长 度为 11.8 米， 第二层导轨 7 长度为 5 米。移动仓 11、 工作仓 20 和装卸仓 10 构成工作舱体。 装卸仓 10 有一扇 0.6 米 *5 米的气缸门 12， 用于装卸工件 6 使用。除尘器 23 可耐 200温 度， 流速为 40cm/s， 净化效果符合国家环保标准。 0034 本。

25、发明实施例工作时， 喷砂系统采用增压式喷砂机21， 配备1把10mm高压喷枪， 储 砂罐 19 容积可装入 1 吨砂料。喷砂枪 3 固定在工作仓 20 操作面， 略向下倾斜对准工件 6。 喷砂枪 3 下方工作仓 20 为漏斗形状， 漏斗下方有一横向螺杆 24 将砂料螺旋到工作仓 20 后 方的提升机 5 上， 纵向螺杆 17 电机为 0.75kw。再由提升机 5 将砂料提升输送到储砂罐 19 中， 自动过筛循环使用， 提升电机为1.5kw。 电弧喷涂机18安装于工作仓20旁边， 将电弧喷 枪 2 枪头水平固定在工作仓 20 上与喷砂枪 3 在纵向同一水平线上， 电弧喷涂丝用支架安装 在工作仓 20 内喷砂枪 3 后面以缩短丝的距离。 0035 本发明实施例中， 以一根3米长的不锈钢管喷砂电弧喷涂为例， 喷砂需要0.5小时 达到 80un， 电弧喷涂需要 0.5 小时达到厚度 1mm 而且均匀， 粗糙度和电弧喷涂涂层厚度均 匀。作为参照， 如人工握喷砂枪喷完需要 2 小时达到 80un， 电弧喷涂需要 1 小时达到厚度 1mm 且不均匀。 说 明 书 CN 103861754 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103861754 A 7 。