一种位置校准式喷丸装置及其工作方法

本发明属于喷丸，具体涉及一种位置校准式喷丸装置及其工作方法。

背景技术：

1、喷丸工艺也称喷丸强化，是减少零件疲劳，提高寿命的有效方法之一，喷丸处理就是将高速弹丸流喷射到零件表面，使零件表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于零件表面压应力的存在，当零件承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高零件的疲劳强度。

2、现有喷丸工艺中，因为设备维修更换，喷枪支架系统的更换，机械臂移动时构件的碰撞或是喷丸实验时发生撞枪等等情况，需要重新进行喷枪的调整与复位，而每次调整复位都是靠设备的机械回零实现的，由于喷嘴、支架等构件之间的装配间隙影响，会导致喷嘴位置与最初编程位置有差别。喷嘴位置对喷丸覆盖率的影响很大，特别是在喷丸小的凹槽以及装配孔等位置，需要极其高的精确性。现有的设备则需要重新设置零位，且不能保证喷枪运行过程中由上述原因导致的位置的变动。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种位置校准式喷丸装置及其工作方法。

2、第一方面，本发明一种位置校准式喷丸装置，其包括喷涂箱、喷涂台、机械臂、喷枪和校准组件。所述的喷涂台安装在喷涂箱内。机械臂安装在喷涂箱上；喷枪安装在机械臂上。

3、所述的校准组件包括激光发射底座和三个基准板。激光发射底座固定连接在喷枪上；激光发射底座上设置有三个激光测距传感器。三个激光测距传感器的激光出射方向两两之间相互垂直。三个基准板安装在喷涂箱内；三个基准板分别用于接收三个激光测距传感器发射的激光射线，得到三个激光测距传感器与对应基准板的间距。

4、进行喷枪进行喷丸作业前，三个激光测距传感器检测自身与对应基准板的间距，通过得到的三个间距值确定喷枪在喷涂箱内的空间位置，完成喷枪初始位置的校准。

5、作为优选，所述的机械臂对喷枪提供两个移动自由度，使得喷枪能够在喷涂箱内沿着喷涂台的轴向和径向运动。

6、作为优选，所述的喷枪的喷射方向垂直于喷涂台的轴线。

7、作为优选，所述的激光发射底座与喷枪的外壳一体成型。

8、作为优选，所述的基准板的接收侧面与对应的激光测距传感器的激光出射垂直。

9、作为优选，所述的喷涂台安装在旋转升降组件上。所述的旋转升降组件包括电动旋转台和电动升降滑台。所述的电动升降滑台安装在喷涂箱的内腔底面上；电动旋转台安装在电动升降滑台的升降部上。喷涂台与电动旋转台的旋转部固定。

10、第二方面，一种位置校准式喷丸装置的校准方法，其具体校准步骤如下：

11、步骤一、在喷涂台上安装被喷丸工件；驱动机械臂带动喷枪移动，使得三个激光测距传感器分别朝向三个基准板。

12、步骤二、三个激光测距传感器发射激光至对应的基准板上，得到激光测距传感器与基准板的间距，得到三个激光测距传感器的初始距离值，根据该三个初始距离值确定喷枪在空间直角坐标系中的坐标，记为工作原点。

13、步骤三、机械臂带动喷枪运动，完成对加工工件的喷丸处理；

14、步骤四、完成喷丸处理后，机械臂带动喷枪向工作原点移动；喷枪移动过程中，激光测距传感器检测自身与对应基准板的间距，并计算所得间距值与初始距离值的误差，直到三个激光测距传感器测得的间距值与对应的初始距离值之间的差值均小于误差阈值时，喷枪完成复位，停止移动。

15、步骤五、更换被喷丸工件，重复执行步骤三和四。

16、作为优选，步骤三中，三个激光测距传感器持续检测自身与对应基准板的间距，通过得到的三个间距值确定喷枪在喷丸过程中的空间位置。

17、本发明具有的有益效果是：

18、1、本发明通过设置三个激光测距传感器；通过三个激光测距传感器测得喷枪所在的空间位置；比较每次结束后喷枪复位点的位置，得出喷枪复位的位置误差值；误差值计入机械臂的运行程序中，对机械臂的行进路线做出调整，使得喷枪的喷涂更加准确。

19、2、本发明通过将喷枪与激光发射底座一体成型，避免了在安装激光发射底座时出现位置偏移，从而影响校准过程中喷枪的喷嘴位置产生偏移。

技术特征：

1.一种位置校准式喷丸装置，其特征在于：包括喷涂箱(1)、喷涂台(2)、机械臂(3)、喷枪(4)和校准组件；所述的喷涂台(2)安装在喷涂箱(1)内；机械臂(3)安装在喷涂箱(1)上；喷枪(4)安装在机械臂(3)上；

2.根据权利要求1所述的一种位置校准式喷丸装置，其特征在于：所述的机械臂(3)对喷枪(4)提供两个移动自由度，使得喷枪(4)能够在喷涂箱(1)内沿着喷涂台(2)的轴向和径向运动。

3.根据权利要求1所述的一种位置校准式喷丸装置，其特征在于：所述的喷枪(4)的喷射方向垂直于喷涂台(2)的轴线。

4.根据权利要求1所述的一种位置校准式喷丸装置，其特征在于：所述的激光发射底座与喷枪(4)的外壳一体成型。

5.根据权利要求1所述的一种位置校准式喷丸装置，其特征在于：所述的基准板的接收侧面与对应的激光测距传感器的激光出射方向垂直。

6.根据权利要求1所述的一种位置校准式喷丸装置，其特征在于：所述的喷涂台(2)安装在旋转升降组件上；所述的旋转升降组件包括电动旋转台和电动升降滑台；所述的电动升降滑台安装在喷涂箱(1)的内腔底面上；电动旋转台安装在电动升降滑台的升降部上；喷涂台(2)与电动旋转台的旋转部固定。

7.如权利要求1所述的一种位置校准式喷丸装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的一种位置校准式喷丸装置的工作方法，其特征在于：步骤三中，三个激光测距传感器持续检测自身与对应基准板的间距，通过得到的三个间距值确定喷枪在喷丸过程中的空间位置。

技术总结
本发明公开了一种位置校准式喷丸装置及其工作方法，其包括喷涂箱、喷涂台、机械臂、喷枪和校准组件。所述的喷涂台安装在喷涂箱内。机械臂安装在喷涂箱上；喷枪安装在机械臂上。校准组件包括激光发射底座和三个基准板。激光发射底座固定连接在喷枪上；激光发射底座上设置有三个激光测距传感器。三个激光测距传感器的激光出射方向两两之间相互垂直。三个基准板安装在喷涂箱内；三个基准板分别用于接收三个激光测距传感器发射的激光射线，得到三个激光测距传感器与对应基准板的间距。本发明通过在机械臂复位后，对喷枪做二次校准；避免了喷枪在喷丸处理的过程中因间隙等原因，导致喷枪的喷嘴位置产生偏移，从而影响喷枪的喷丸处理的效果。

技术研发人员：倪敬,王卓然,张振,张恒溥,包自然,李子聪,谢磊,张文斌
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14