[发明专利]一种用于金属构筑成形的自动打磨清洁系统及方法

权利要求书

1.一种用于金属构筑成形的自动打磨清洁系统，其特征在于：包括吊运模块、转运模块、自动打磨模块(2)、自动清洁模块(1)、控制模块和龙门式三轴运动平台；所述龙门式三轴运动平台横跨轨道(5)安装，龙门式三轴运动平台的第一Z轴(12)和第二Z轴(34)沿轨道(5)长度方向布置，所述自动打磨模块(2)和自动清洁模块(1)分别安装在第一Z轴(12)和第二Z轴(34)上；所述轨道(5)为直线轨道并固定在地面上；所述转运模块沿轨道(5)往返运行；定义平行于轨道(5)的方向为X方向，垂直于地面的方向为Z方向，与XZ平面垂直的方向为Y方向，所述龙门式三轴运动平台的第一Z轴(12)和第二Z轴(34)内部均设置力控模块；

所述吊运模块包括基材专用吊具和天车，所述专用吊具安装在天车上，所述天车位于轨道(5)上方；所述天车吊运范围覆盖整个系统的工作范围；所述专用吊具适配于多种尺寸的基材块(3)，所述专用吊具通过钳爪作用于基材块(3)侧面；

所述转运模块包括转运平车(4)和定位系统，所述转运平车(4)包括驱动装置和运动控制装置(8)；所述转运平车(4)沿轨道(5)运行；所述定位系统采用电涡流位置传感器(11)进行定位，分别安装于轨道(5)和转运平车(4)上，用于实现转运平车(4)相对于地面的精确定位；所述转运平车(4)表面设置限位块(10)和垫块(9)以实现基材块(3)相对于转运平车(4)的精确定位；

所述自动打磨模块(2)为可调节角度的自动打磨装置；所述自动打磨装置包括第一转盘(13)、打磨电机(14)、第二转盘(15)、连接器(16)和百叶片(17)；所述第一转盘(13)的上部与第一Z轴(12)末端连接，第一转盘(13)的下部与连接支架(19)连接，第一转盘(13)通过内置电动机驱动并绕第一Z轴(12)转动；所述第二转盘(15)安装在连接支架(19)的一侧，第二转盘(15)的外侧安装打磨电机(14)，第二转盘(15)通过内置电动机驱动并绕水平轴转动；所述连接器(16)的上端为自锁式卡具、通过螺纹与打磨电机(14)的转轴连接，连接器(16)的下端为螺纹杆，所述百叶片(17)通过螺母固定于螺纹杆上；所述龙门式三轴运动平台的工作范围大于转运平车(4)所搭载的基材块(3)的总面积；

所述龙门式三轴运动平台的一侧安装集尘装置；所述集尘装置包括集尘器(7)、集尘管道(6)和集尘口(18)，所述集尘口(18)布置在自动打磨装置附近，开口方向设置与百叶片(17)打磨切线方向相同，以有利于打磨过程产生的粉尘直接被收集进集尘口(18)，所述集尘口(18)通过集尘管道(6)与集尘器(7)相连接；

所述自动清洁模块(1)为干湿复合擦洗的自动清洁装置；所述自动清洁装置包括支撑板(30)、调节板(28)、压板(27)、第一伺服电机(22)、第二伺服电机(29)、第一辊子(21)、第二辊子(33)、辊子支撑座(32)、皮带(20)、供液管(31)、无尘擦洗布(23)、弹簧(24)、旋转杆(25)和连杆(26)；所述支撑板(30)为垂直于第二Z轴(34)的方形板、固定安装在第二Z轴(34)上；所述支撑板(30)的一侧由内到外分别安装第一伺服电机(22)和第一辊子(21)、第一伺服电机(22)通过皮带(20)与第一辊子(21)连接，支撑板(30)的另一侧由内到外分别安装第二伺服电机(29)和第二辊子(33)，第二伺服电机(29)通过皮带(20)与第二辊子(33)连接，第一辊子(21)和第二辊子(33)分别通过各自的辊子支撑座(32)安装在支撑板(30)上；所述支撑板(30)的左右两端分别设置矩形通孔用于无尘擦洗布(23)通过，所述辊子支撑座(32)横跨固定于矩形通孔两侧；所述支撑板(30)的下方安装调节板(28)，所述调节板(28)安装在第二Z轴(34)上、并沿第二Z轴(34)进行Z向位置调节；

调节板(28)左右两侧分别设置两个带有销孔的耳板，每个耳板通过销钉与对应的旋转杆(25)上端连接，旋转杆(25)绕销钉轴转动；左右两侧的两个旋转杆(25)的下端分别与左右两侧的连杆(26)连接，前侧或后侧的两个旋转杆(25)通过弹簧(24)连接；在第二辊子(33)一侧设置供液管(31)，对无尘擦洗布(23)进行全宽度的湿润；所述压板(27)安装在第二Z轴(34)的下端，为一块与无尘擦洗布(23)等宽度的方形板，采用不吸水材料制成；

所述第一辊子(21)为回收辊子，用于已使用无尘擦洗布(23)的回收；所述第二辊子(33)为贮存辊子，用于未使用无尘擦洗布(23)的贮存；所述无尘擦洗布(23)从第二辊子(33)释放、通过支撑板(30)右侧的矩形通孔、经右侧的连杆(26)和左侧的连杆(26)、再通过支撑板(30)左侧的矩形通孔进入到第一辊子(21)进行回收；

工作时，第一伺服电机(22)与第二伺服电机(29)转动分别带动第一辊子(21)、第二辊子(33)转动，实现无尘擦洗布(23)进行更换；第二Z轴(34)下降，旋转杆(25)首先与基材块(3)表面接触并向左右两侧扩张带动尘擦洗布处于绷紧状态，压板(27)下压使无尘擦洗布(23)与基材块(3)表面接触面积加大，使擦洗效果更优；下压后弹簧(24)由自由状态变为拉伸状态；下压过程中的压力通过第二Z轴(34)的力控模块进行控制；接触完成后龙门式三轴运动平台按照预定的路径进行运动，完成对基材块(3)表面的擦洗；

所述控制模块包括传感模块控制单元、转运平车运动控制单元、龙门式三轴运动平台控制单元、自动打磨模块控制单元和自动清洁模块控制单元，各控制单元集成于控制箱中，用于控制各个模块的独立运行以及相互配合；

所述传感模块控制单元包括压力传感器、电涡流位置传感器(11)、速度与加速度传感器和流量传感器；所述压力传感器安装于第一Z轴(12)和第二Z轴(34)内部，用于实时监控Z轴末端与基材块(3)表面的接触压力值，并将压力信号转变成电信号传送至传感模块控制单元；所述电涡流位置传感器(11)包括涡流监测探头和线圈，所述涡流监测探头安装于转运平车(4)并与转运平车控制箱(8)连接；线圈安装于轨道(5)上，且二者处于平行于导轨的同一条直线上；所述速度与加速度传感器安装于龙门式三轴运动平台驱动电机处和转运平车(4)驱动电机处，并与龙门式三轴运动平台用于实时监测各部分运动速度；所述流量传感器安装于供液管(31)处，用于调控清洗液的流量，保证喷淋的清洗液恰好湿润无尘擦洗布(23)而不会滴落；

所述转运平车运动控制单元包括驱动控制器，与电涡流位置传感器(11)和转运平车(4)驱动电机连接；

所述龙门式三轴运动控制单元包括三轴运动控制器，并与传感模块控制单元连接，用于控制龙门式三轴运动平台X/Y/Z方向的运动；

所述自动打磨模块控制单元包括打磨电机控制器和转盘控制器，分别与执行功能的伺服电机连接；打磨电机控制器控制打磨电机(14)的运动与停止，转盘控制器通过控制第一转盘(13)和第二转盘(15)内伺服电机实现百叶片(17)倾斜角度的功能；

所述自动清洁模块控制单元包括无尘布更换控制器和供液系统控制器，无尘布更换控制器通过控制第一伺服电机(22)和第二伺服电机(29)实现无尘擦洗布(23)的更换；供液系统控制器通过控制供液泵的开关与流量情况实现无尘擦洗布(23)的湿润。