基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓縮機開殼拆解設(shè)備及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮機是電冰箱與空調(diào)器的核心部件，無論是對其進行維修、再制造還是對其中的銅、鐵、鋁等材料進行回收，都需要將其外殼打開。手工開殼很難滿足修理之后的焊接要求，很多壽命尚未終結(jié)的故障壓縮機因為缺少開殼專機，只能作報廢處理；對于壓縮機的回收來說，手工拆解效率低下且不安全，破壞性的拆解使得壓縮機內(nèi)部零部件只能進行原材料回收，不能進行再制造和重用，造成了嚴重的資源浪費。
[0003]應(yīng)用在電冰箱和空調(diào)器中的壓縮機，其外殼通常由低碳鋼板拉伸后拼焊，厚度在3?4_。其中空調(diào)器壓縮機多為圓柱形，電冰箱壓縮機形狀較復(fù)雜，截面形狀主要有圓形、橢圓形以及帶圓角的矩形等。目前國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)中的開殼方法包括:
[0004]1、低溫破碎:國外在進行壓縮機開殼時多米用液氮冷卻、低溫破碎的技術(shù)，該技術(shù)需要配備一套液氮冷卻裝置和金屬破碎設(shè)備。但相關(guān)設(shè)備運行成本高，破碎過程中能耗高、噪聲大、磨損嚴重；破碎的方式使外殼不能得到再利用，也因極低溫度下的破碎作業(yè)使壓縮機內(nèi)部零件的重用不能保證。
[0005]2、等離子弧切割:切割速度快，但因壓縮機的外殼并非平整的鋼板，而是回轉(zhuǎn)體，在切割過程中，很難保證割炬與外殼表面保持恒定的距離，若不小心將割炬碰到了外殼，將會燒壞昂貴的電極。在等離子弧切割過程中高速氣流會將熔化的金屬渣粒吹到壓縮機的內(nèi)部，給后續(xù)的再制造或回收造成不便，甚至?xí)龤?nèi)部的導(dǎo)線。
[0006]3、火焰切割:其成本低、速度快，但由于氣體射流的噴射，使得火星、熔珠和鐵渣四處飛濺，容易造成灼燙事故；被熔金屬在高溫下蒸發(fā)并冷凝成為金屬煙塵，不利于健康；熔化的金屬液滴會對壓縮機內(nèi)部零件造成影響。
[0007]4、砂輪片切割:其設(shè)備成本低、切割效率高，但噪聲大、粉塵大、砂輪磨損快、易破碎，不安全。車床車削:對于圓柱形的壓縮機，可以采用普通臥式車床來切開外殼。將車床卡盤的卡爪加長后夾緊壓縮機的外殼，用切斷車刀進行切割，這一方法僅針對圓柱形壓縮機殼體有效，對于非圓形截面的壓縮機無能為力，且裝夾效率低。旋壓切割:采用旋壓法切割空調(diào)壓縮機，該方法效率低，且不能處理截面非圓形的壓縮機。
[0008]5、仿形銑削:中國發(fā)明專利CN1927478A公開了一種廢舊壓縮機的開殼拆解設(shè)備，該設(shè)備采用的是仿形銑削法。但壓縮機外殼由鋼板沖制而成，外表有一拔模斜度，在銑削過程中，無法保證仿形壓輪與壓縮機外殼緊密接觸，這樣就會導(dǎo)致銑削時產(chǎn)生振動，切口質(zhì)量差，刀具易損壞。另外，該設(shè)備的缺點還在于完全由手工操作，開殼效率低。
[0009]6、先測后割:中國發(fā)明專利CN100558477C提出了一種壓縮機的開殼拆解方法，該方法的思路是先測量后切割。開殼之前，首現(xiàn)將直線位移傳感器的探測頭以彈性壓力抵靠在壓縮機的外殼；然后旋轉(zhuǎn)壓縮機，系統(tǒng)即可記錄壓縮機外殼的形狀；最后控制壓縮機按照系統(tǒng)記憶的形狀相對于刀具旋轉(zhuǎn)一周，從而完成開殼任務(wù)。該方法中，外殼形狀的識別采用的是接觸式的傳感器，具體開殼實踐中，會帶來三個問題:一是直線位移傳感器和探測頭所占空間大，影響開殼操作；二是因為有些壓縮機環(huán)縫位置附近不是柱面而是錐面，探測頭與外殼接觸不穩(wěn)，從而導(dǎo)致測量誤差過大；三是先測后割，壓縮機要旋轉(zhuǎn)540°之后才開始切割，浪費很多時間，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備及其控制方法，以實現(xiàn)各種形狀壓縮機的智能化、自動化開殼，保證其切深恒定，使壓縮機的開殼操作高效、安全、可靠，保證內(nèi)部零件完好、切口小而平整、修理之后容易焊接。
[0011]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0012]本發(fā)明基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點是:
[0013]在呈水平設(shè)置的矩形集水槽(15)的相鄰兩側(cè)邊分別設(shè)置第一水平底座(14)和第二水平底座(18)；
[0014]在所述第一水平底座(14)上設(shè)置回轉(zhuǎn)臺，所述回轉(zhuǎn)臺包括呈豎直安裝在第一水平底座(14)上的回轉(zhuǎn)臺基座(9)，以及設(shè)置在回轉(zhuǎn)臺基座(9)上、朝向矩形集水槽(15)所在一側(cè)、可在豎直平面內(nèi)回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)層(10)，在所述回轉(zhuǎn)層(10)上設(shè)置夾具(12)，待拆解的壓縮機(13)呈臥式夾持在所述夾具(12)上，由回轉(zhuǎn)伺服電機(11)通過回轉(zhuǎn)層(10)帶動壓縮機(13)轉(zhuǎn)動，所述回轉(zhuǎn)層(10)與壓縮機(13)的回轉(zhuǎn)軸線重合；
[0015]在所述第二水平底座(18)上設(shè)置可在X軸向和Y軸向上移動的工作臺，所述工作臺的結(jié)構(gòu)形式是:在第二水平底座(18)上固定設(shè)置X向滑座，由X向伺服電機(I)控制X向滑臺(3)在所述X向滑座上沿X軸向移動；在所述X向滑臺(3)上呈豎直設(shè)置Y向滑座
(4)，由Y向伺服電機(5)控制Y向滑臺在所述Y向滑座⑷上沿Y軸向移動；與所述Y向滑臺聯(lián)動的是沿Z軸向設(shè)置的水平懸臂(6)，在所述水平懸臂(6)的前端呈豎直安裝超高壓水射流水刀噴頭(7)，所述水刀噴頭(7)處在壓縮機外殼切點的上方，由所述水刀噴頭(7)形成的超高壓水射流(17)與壓縮機(13)的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交；所述X軸向是與壓縮機(13)的回轉(zhuǎn)軸線平行，所述Y軸向是與X軸向垂直并處在豎直平面中，所述Z軸向是與所述X軸向和Y軸向均垂直；
[0016]設(shè)置檢測單元(8)，是在所述水刀噴頭(7)上固定設(shè)置激光測距傳感器和攝像機分別獲取檢測信號，以所述激光測距傳感器檢測獲得壓縮機外殼切點與激光測距傳感器的激光測頭之間的距離；以所述攝像機獲取壓縮機外殼上環(huán)形焊縫的圖像信息；
[0017]設(shè)置測控單元(2)，是以所述檢測單元(8)獲取的檢測信號為輸入信號，分別控制回轉(zhuǎn)伺服電機(11)、Y向伺服電機(5)、χ向伺服電機⑴以及水刀噴頭(7)的工作狀態(tài)。
[0018]本發(fā)明基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備的控制方法的特點是:根據(jù)所述激光測距傳感器檢測獲得的壓縮機外殼切點與激光測距傳感器的激光測頭之間的距離控制所述水刀噴頭(7)在壓縮機外殼上環(huán)形焊縫所在的環(huán)向上自動跟隨壓縮機的外殼形狀；對于所述攝像機獲取的壓縮機環(huán)形焊縫的圖像信息通過圖像識別確定壓縮機環(huán)形焊縫的所處位置，進而由所述測控單元(2)輸出控制信號，控制水刀噴頭(7)自動對正壓縮機外殼切點的位置。
[0019]本發(fā)明基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備的控制方法是按如下步驟進行:
[0020]步驟a、對于夾持在回轉(zhuǎn)臺上的壓縮機(13)，在測控單元⑵的控制下調(diào)整X向滑臺(3)的位移，直至壓縮機環(huán)形焊縫處在攝像機的采集圖像中，定位X向滑臺(3)此時的位置，完成水刀噴頭(7)相對于壓縮機(13)的軸向位置調(diào)整；
[0021]步驟b、開啟水刀噴頭(7)，并由Y向伺服電機(5)控制水刀噴頭(7)向下移動，直至超高壓水射流(17)在壓縮機外殼切點達到設(shè)定的切入深度，利用激光測距傳感器檢測獲得此時的壓縮機外殼切點與激光測距傳感器的激光測頭之間的距離Ltl;
[0022]步驟C、啟動回轉(zhuǎn)伺服電機(11)使壓縮機(13)旋轉(zhuǎn)，由水刀噴頭(7)噴出的超高壓水射流(17)在壓縮機外殼上實施切割，同時利用Y向伺服電機(5)控制水平懸臂(6)在Y向滑座(4)上的位移，使得壓縮機外殼切點與激光測距傳感器的激光測頭之間的距離保持為U，直至完成壓縮機的整周切割。
[0023]本發(fā)明基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備的控制方法的特點也在于:由所述水刀噴頭⑵形成的超高壓水射流(17)中含有粒度為0.14?0.16mm的金剛砂，所述超高壓水射流(17)的壓力為350?380Mpa、速度為700?900m/s。
[0024]本發(fā)明基于超高壓水射流的壓縮機開殼拆解設(shè)備的控制方法的特點也在于:所述超高壓水射流(17)中按體積比的金剛砂含量為:5.5?7.0%。
[0025]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0026]1、本發(fā)明采用超高壓水射流技術(shù)切割壓縮機外殼，切割速度快，切口小而平整，切縫可以控制在I?1.5_之間，其發(fā)熱量非常小，殼體不會變形，修理之后容易焊接。
[0027]2、本發(fā)明利用激光測距傳感器進行實時檢測，并根據(jù)其檢測信號控制水刀噴頭在壓縮機環(huán)向自動跟隨外殼形狀，可準確實現(xiàn)各種形狀壓縮機的開殼，并可保證切深恒定，使壓縮機的開殼操作高效、安全、可靠，保證內(nèi)部零件完好。
[0028]3、本發(fā)明利用圖像識別技術(shù)判定壓縮機環(huán)形焊縫在壓縮機高度方向所處位置，控制水刀噴頭對正切入點，對刀快速準確、可大大提高開殼效率。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中標號:1為X向伺服電機、2測控單元、3為X向滑臺、4為Y向滑座、5為Y向伺服電機、6水平懸臂、7水刀噴頭、8檢測單元、9回轉(zhuǎn)臺基座、10回轉(zhuǎn)層、11