一种用于射流清洗的无接触式定位装置、清洗系统及方法与流程

本公开属于射流清洗领域，具体涉及一种用于射流清洗的无接触式定位装置、清洗系统及方法。

背景技术：

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前一些自动化程度不高的仪器或实验型的设备，在进行再制造清洗污物工作时，清洗的前期一般需要手动来确定并调整待清洗件的位置。在不同类型工件的清洗时，清洗件存在尺寸的不同、厚度的不同以及靶距的不同等问题，该情况均需要对待清洗件的位置进行重新确定并调整，而现有的方法大部分是使用经验法或主观直觉法。

具体的，该类清洗系统一般包括相对设置的喷嘴和夹具，喷嘴一般水平喷射清洗液，夹具夹持待清洗件，使得待清洗件的待清洗表面正对于喷嘴。

发明人了解到，对于尺寸稍大的待清洗件，根据肉眼来判断待清洗件的大致位置，这时候并不能保证射流清洗的有效性，存在待清洗件位置偏移而影响清洗效果的情况，从而还需对位置进一步的调整。

对于一些尺寸比较小的待清洗件，大致判断了位置后，通常还需要通过预实验的方法来判断射流是否准确喷射到待清洗表面，而且预实验一般要进行多次，才能较为准确的确定待清洗件的位置，这种方式不仅浪费了大量的时间，也会对资源有一定的浪费。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种用于射流清洗的无接触式定位装置、清洗系统及方法，能够在清洗前判断射流的落点是否落在待清洗件的污垢处，避免肉眼观察的误差及反复调节的繁琐性，节约工序时间。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供包括反光镜以及能够沿设定轴线转动的激光发射器，反光镜所在的平面与喷嘴的喷射方向平行。所述激光发射器设置在喷嘴的一侧，激光发射器的转动轴线与喷嘴的喷射方向垂直且与反光镜所在的平面平行；所述反光镜与激光发射器分别通过支撑件支撑。

在激光发射器的发射方向适配于喷嘴与待清洗件之间距离的情况下，激光束能够经反光镜反射后照射在待清洗件中正对于喷嘴的清洗点。

本公开的第二方面提供一种用于射流清洗的无接触式定位装置，包括以下步骤：

利用夹具将待清洗件预定位；

利用激光测距仪测量出喷嘴喷射口与待清洗件表面之间的距离，记为靶距；根据靶距计算，确定水流在待清洗件表面的落点与激光束在待清洗件表面落点重合时，激光发射器的发射方向；

根据调节激光发射器的激光发射方向，使得激光束在待清洗件表面落点与水流落点重合；

调节待清洗件与夹具相对位置，使得激光束照射在待清洗件污垢处；

完全固定待清洗件与夹具。

本公开的第三方面提供一种射流清洗系统，包括所述的用于射流清洗的无接触式定位装置，还包括喷嘴和夹具，所述喷嘴与夹具相对设置，喷嘴能够朝夹具的方向喷射水液，以冲击待清洗件。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本公开的定位装置，在原有喷嘴及夹具的基础上，设置激光发射器及反光镜的组合，能够在不喷射水流的情况下，利用激光束反射后的落点来表征射流的落点，便于实现待清洗件位置的预先调节，能够避免采用肉眼观测、经验法调节时造成的误差；节省了因反复调节而消耗的时间。

采用激光束反射的方式，使得激光发射器能够远离喷嘴设置，避免喷射水流对激光发射器造成的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开实施例3中整体结构俯视图；

图2为本公开实施例1中角度测量器及激光发射器等部分结构的示意图；

图3为本公开实施例1中角度测量器的结构示意图；

图4为本公开实施例1中固定机构的结构示意图；

图中：1、反光镜；2、激光发射器；3、固定机构；4、喷嘴；5、激光测距仪；6、清洗箱侧壁；7、待清洗件；8、夹具；9、角度测量仪。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本公开中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

实施例1

如图1中除去喷嘴与夹具等部分结构的示意图，本实施例提供一种用于射流清洗的无接触式定位装置，包括反光镜以及能够沿设定轴线转动的激光发射器，反光镜所在的平面与喷嘴的喷射方向平行。所述激光发射器设置在喷嘴的一侧，激光发射器的转动轴线与喷嘴的喷射方向垂直且与反光镜所在的平面平行；所述反光镜与激光发射器分别通过支撑件支撑。

在激光发射器的发射方向适配于喷嘴与待清洗件之间距离的情况下，激光束能够经反光镜反射后照射在待清洗件中正对于喷嘴的清洗点。

需要指出的是，此处的支撑件可以为清洗箱或者清洗室的侧壁；也可以采用支撑板等部件，支撑板通过底板或者地板支撑。

所述反光镜的长度与位置被设置为：喷嘴、夹具、待清洗件及激光束的正投影都处于反光镜中。

所述激光发射器的转动轴线处于第一基准面中，第一基准面垂直于喷嘴的喷射方向，激光发射器处设置有角度测量仪，角度测量仪能够测量激光发射器的发射方向与第一基准面之间的夹角。

具体的，如图2在激光发射器和固定机构的组合装置上方安装角度测量仪，安装要保证角度测量仪的旋转中心点与激光发射器的旋转中心点重合，角度测量仪的一侧固定，根据固定机构及角度测量仪的尺寸大小，可自由选择固定在清洗箱的壁面上，或者固定在固定机构上；角度测量仪的另一侧与激光发射器结合在一起，并使角度测量仪的中心线与激光发射器的中心线在同一条垂直面内，使激光发射器相对于第一基准面的旋转角度与角度测量仪自身的旋转角度保持一致，从而不同的旋转角度可在角度测量仪上以数字的形式准确显示。

所述第一基准面处安装有固定机构，所述固定机构包括固定部分和旋转部分，旋转部分能够以固定部分为基础转动，固定部分通过支撑件支撑；旋转部分能够夹持并固定激光发射器，旋转部分的转动轴线与激光发射器的转动轴线重合。

在本实施中，所述反光镜竖直布置，反光镜中的入射光线和反射光线处于同一水平面中。所述第一基准面与喷嘴背离喷射方向的一端平齐，所述反光镜的一端与第一基准面平齐。

在另外一些实施方式中，反光镜只要满足与第一基准面垂直，与喷嘴的喷射方向平行即可。激光束的入射光线与出射光线所在的平面与反光镜的镜面垂直。因此，反光镜在竖直空间中的位置根据需要，由本领域技术人员自行设置即可。

为了便于测量喷嘴喷射口与待清洗件的清洗面之间的距离，本装置还包括激光测距仪，所述激光测距仪安装在喷嘴的一侧，激光测距仪的激光发射点与射流发射点在同一竖直平面内，所述激光测距仪发射的激光束能够照射到待清洗表面，从而实现自动测量喷嘴喷射口与待清洗件表面之间距离的目的，在射流工作时，可利用密封装置对其进行防水保护。

具体的，如图1所示，本实施例中，激光测距仪固定安装在喷嘴的外表面处，在其他实施方式中，激光测距仪的位置与连接方式可以由本领域技术人员自行设置，只要能够实现喷嘴喷射口与待清洗件表面之间的距离测量即可。

实施例2

本实施例提供一种用于射流清洗的无接触式定位方法，利用了所述的用于射流清洗的无接触式定位装置，包括以下步骤：

利用夹具将待清洗件预定位；

利用激光测距仪测量出喷嘴喷射口与待清洗件表面之间的距离，记为靶距；

根据靶距计算，水流在待清洗件表面的落点与激光束在待清洗件表面落点重合时，激光发射器的发射方向与第一基准面之间的夹角数值；

根据计算出的夹角数值来调节激光发射器的激光发射方向，使得激光束在待清洗件表面落点与水流落点重合；

调节待清洗件与夹具相对位置，使得激光束照射在待清洗件污垢处；

完全固定待清洗件与夹具。

可以理解的是，在本实施例中，因为激光发射器的发射角度与喷嘴的喷射方向之间的夹角不便于测量，因此，测量激光发射器与第一基准面之间的夹角以表征其与喷嘴喷射方向之间的夹角，两个角度为互余角。在该装置的实际使用中，将利用下述公式进行操作：

其中：l——靶距；

α——激光发射器相对于第一基准面的旋转角度；

l——第一基准面到喷射口的水平距离；

h——固定机构安装中心点到反光镜的垂直距离；

h——喷射中心点到反光镜的垂直距离。

在固定的清洗设备和装置的情况下，该公式中的一些参数数据是确定性的。例如：第一基准面到喷射口的水平距离l；固定机构安装中心点到反光镜的垂直距离h；喷嘴喷射中心点到反光镜的垂直距离h。还有一些参数数据是不需要考虑在内的，例如激光发射器的长度及形状和长条反光镜的厚度等，这些数据不会影响最终的计算结果。在上述计算公式中，靶距是惟一的自变量，不同的靶距对应不同的α值，对α值的确定并调整激光发射器角度，可通过该装置快速确定待清洗件所处的中心位置。

在射流清洗工件表面质量要求不同时，对工件的清洗需要选择不同的靶距，而在不同靶距下不同尺寸工件的清洗则需要对工件的位置进行调整。在本装置及计算公式下，对于某一靶距根据公式可计算出其对应的α值，根据角度测量仪上的角度显示，调整激光发射器到对应的α位置，利用激光反射原理，激光发射器的反射光束在待清洗件上的落点，则是待清洗件射流清洗时的中心位置，调整待清洗件的的位置，使需要清洗的污垢部分尽可能与激光投影重合，从而能够最大程度的保证射流的有效清洗。

实施例3

如图1所示，本实施例提供一种射流清洗系统，包括所述的用于射流清洗的无接触式定位装置，还包括喷嘴和夹具，所述喷嘴与夹具相对设置，喷嘴能够朝夹具的方向喷射水液，以冲击待清洗件。

在本实施例中，清洗装置整个都安装在一个箱体中，或者安装在清洗室；以下以箱体为例进行描述：

箱体的一个侧壁安装有所述的喷嘴与固定机构及反光镜，此处侧壁所在的平面即为第一基准面(此处的第一基准面同样作为安装激光发射器的第一基准面)。安装待清洗件的竖直平面即为第二基准面。

可以理解的是，喷嘴及夹具等部件不一定安装在箱体或者清洗室的侧壁处。例如，在清洗室中安装两个竖直的支撑板，支撑板通过地面支撑，两个支撑板所在的平面分别为第一基准面和第二基准面。

可以理解的是，当喷嘴的喷射方向水平时，第一基准面与第二基准面为竖直平面，当喷嘴的喷射方向与水平面呈一定夹角时，第一基准面与第二基准面随之位置发生改变，只要能保证基准面与喷射方向垂直即可。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。