一种用于检测热态车轮到位的检测装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种用于检测热态车轮到位的检测装置包括防护机构、机壳、吹扫机构、刮污器和信号单元，机壳固定连接在安装基础上，防护机构连接在机壳中，吹扫机构安装在机壳上，刮污器安装在机壳上，刮污器的另一端与防护机构的玻璃门接触，信号单元安装在机壳内位于防护机构的后方。本发明的检测装置可防止检测车轮到位用的光电检测元件误检测到车轮工件，以触发顶升装置系统误顶升，造成热坯料车轮被顶翻，喷标机械手撞击到车轮而损坏，降低故障发生的几率。而且这种油污、粉尘、高温环境下检测热态车轮到位的装置不仅仅可以运于前面所述的热态车轮位置检测，还可以在许多恶劣工矿环境下用于检测运动物体的位置，避免检测系统误动作。

说明书

技术领域

本发明属于火车车轮喷标设备技术领域，具体涉及一种油污、粉尘、高温环境下检测热态车轮到位的检测装置及其使用方法。

背景技术

随着我国铁路的迅速发展，对火车车轮的安全性要求越来越高，所有火车车轮的相关质量数据都需要进行跟踪及保存。为了达到对每件车轮质量的可追溯性，火车车轮热轧制生产线上设置喷标机用于对每一件热车轮进行喷标，以保证车轮在后续工序中不会产生混乱，同时所喷的标志与跟踪系统中的工艺数据、生产过程数据一一对应。

现有的生产过程中，轧制完毕的热毛坯车轮被放置在链板式冷床上进行传送，传送到相应位置停止后，顶升装置将车轮顶升起来，然后喷标机械手过来对车轮的辐板进行喷标。由于喷标机械手喷出的特殊耐高温涂料具有很大的飞溅性，每个班后都会在车轮检测到位的光电检测装置上形成薄薄一层涂料，虽然我们在检测到位装置外部装了喷气装置以吹飞涂料，但是由于设计存在问题，仍会不少飞溅的涂料残余，一旦残余的涂料积存过多，会造成检测元件误动作，从而使顶升机提前顶升顶翻车轮，喷标机械手过来喷标时会直接撞到车轮造成机械手损坏。即使喷标机械手的防撞逃离响应时间调整到非常灵敏，仍无法避免事故的发生。为了改变这种状况，有必要设计一种油污、粉尘、高温环境下检测工件到位的装置，重点解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的用于检测热态车轮到位的检测装置，尤其是在油污、粉尘、高温环境下检测热态车轮到位的装置；本发明还提供了一种用于检测热态车轮到位的检测装置的使用方法，同时可是适用于大部分油污、粉尘环境下用于检测工件到位。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于检测热态车轮到位的检测装置，其特征在于：包括防护机构、机壳、吹扫机构、刮污器和信号单元，机壳固定连接在安装基础上，防护机构连接在机壳中，吹扫机构安装在机壳上，刮污器安装在机壳上，刮污器的另一端与防护机构的玻璃门接触，信号单元安装在机壳内位于防护机构的后方。

进一步的，所述机壳包括底板、侧板、前面板、后板和顶板，底板连接在安装基础上，防护机构连接在板上，前面板呈凹形结构状，中间凹陷的部分中间开有矩形孔，刮污器的一端连接在前面板上，刮污器的另一端穿过矩形孔与防护机构的玻璃门接触。

进一步的，所述防护机构包括升降气缸、防尘箱和玻璃门，升降气缸的固定端连接在机壳的顶板上，升降气缸的活动杆与玻璃门连接，玻璃门的另一端贯穿防尘箱，在升降气缸的驱动下玻璃门沿防尘箱上下移动。

进一步的，所述防尘箱上设有矩形窗口，矩形窗口的两侧设有滚轮，玻璃门的两侧部与滚轮接触，防尘箱上的矩形窗口与前面板上的矩形孔相对应，防尘箱与前面板之间密封连接。

进一步的，所述升降气缸的活动杆与玻璃门之间设有夹持器和定位销轴，夹持器的一端通过螺纹连接与升降气缸的活动杆连接，夹持器的另一端设有矩形槽，玻璃门插接在夹持器的矩形槽中并通过定位销轴进行固定。

进一步的，所述吹扫机构包括进气管、冷却管路和吹扫管路，冷却管路和吹扫管路并联连接在进气管上，进气管穿过机壳与外部气源连通，冷却管路为冷却气管，冷却气管位于机壳内对信号单元进行冷却。

进一步的，所述吹扫管路的一端位于机壳与进气管连通，吹扫管路的另一端设有上吹扫管路和下吹扫管路，上吹扫管路和下吹扫管路穿过机壳的前面板分被安装在矩形孔的上部和下部。

进一步的，所述上吹扫管路和下吹扫管路上穿出前面板的一端分别设有上吹扫嘴和下吹扫嘴，上吹扫嘴与下吹扫嘴相对设置，多个上吹扫嘴与多个下吹扫嘴吹出的气体构成一个气幕，使机壳前面板、侧板以及防护机构构成的凹形空间处于气封状态。

进一步的，所述信号单元包括支架、光电检测元件和固定螺母，支架底部固定安装在机壳的底板上，支架上端设有腰形孔，光电检测元件通过固定螺母连接在支架上，光电检测元件对准防尘箱上的矩形窗口，且位于玻璃门的后方。

基于上述一种用于检测热态车轮到位的检测装置，本发明还涉及一种用于检测热态车轮到位的检测装置的使用方法，所述使用方法为：正常工作过程中，检测装置的上下吹扫气阀处于工作状态，上吹扫嘴与下吹扫嘴吹出的气体构成的气幕将粉尘和油污挡在气幕之外，机壳内部的冷却气管保证检测装置内部温度在正常范围内；长时间运行后会有很少量的含油粉尘由于气流回旋作用会到达气幕内部，事先设定升降气缸带动玻璃门每隔一段时间上下运动一次，刮污器将吸附在玻璃表面的少量含油粉尘擦拭掉，防止光电检测元件误检测到工件，从而防止热态车轮顶升装置误动作，保证喷标机械手的安全喷标。

采用本发明技术方案的优点为：

1、本发明的检测装置可防止检测车轮到位用的光电检测元件误检测到车轮工件，以触发顶升装置系统误顶升，造成热坯料车轮被顶翻，喷标机械手撞击到车轮而损坏，降低故障发生的几率。而且这种油污、粉尘、高温环境下检测热态车轮到位的装置不仅仅可以运于前面所述的热态车轮位置检测，还可以在许多恶劣工矿环境下用于检测运动物体的位置，避免检测系统误动作。

2、本发明防护机构的功能是保证光电检测元件的接发收信号能够穿过防护机构玻璃门，同时又能阻止油污、粉尘通过防护机构进入到检测热态车轮到位的检测装置中；机壳与防护机构构成封闭空间，用来保证光电检测元件工作在一个无尘、洁净的空间里；吹扫机构主要起着气封和冷却作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明检测装置结构示意图；

图2为本发明检测装置剖面示意图；

图3为本发明防护机构结构示意图；

图4为本发明防尘箱结构示意图；

图5为本发明防尘箱剖面示意图；

图6为本发明机壳结构示意图；

图7为本发明吹扫机构示意图；

图8为本发明信号单元结构示意图。

上述图中的标记分别为：1、防护机构；2、机壳；3、吹扫机构；4、刮污器；5、信号机构；6、平面密封；7、升降气缸；8、夹持器；9、定位销轴；10、防尘箱体；11、矩形窗；12、玻璃门；13、矩形槽体；14、滚轮组；15、底板；16、侧板；17、前面板；18、后板；19、顶板；20、进气管；21、管卡；22、电磁气阀；23、冷却气管；24、下吹扫管路；25、下吹扫嘴；26、上吹扫管路；27、上吹扫嘴；28、支架；29、光电检测元件；30、固定螺母。

具体实施方式

在本发明中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。

如图1至图8所示，一种用于检测热态车轮到位的检测装置，其特征在于：包括防护机构1、机壳2、吹扫机构3、刮污器4和信号单元5，机壳2固定连接在安装基础上，防护机构1连接在机壳2中，吹扫机构3安装在机壳2上，刮污器4安装在机壳2上，刮污器4的另一端与防护机构1的玻璃门12接触，信号单元5安装在机壳2内位于防护机构1的后方。

机壳与防护机构构成封闭空间，用来保证光电检测元件工作在一个无尘、洁净的空间里。

机壳2包括底板15、侧板16、前面板17、后板18和顶板19，底板15连接在安装基础上，防护机构1连接在板19上，前面板17呈凹形结构状，中间凹陷的部分中间开有矩形孔171，矩形孔171四周攻有螺纹孔及通孔，螺纹孔用于固定刮污器的螺钉旋入，其通孔与防尘箱10上的通孔大小相等，两者之间通过螺栓、螺母固接，为防止油污、粉尘通过两者之间的缝隙进入到封闭空间中，两者之间置有平面密封6，侧板18上安装有固定吹扫机构气管的管卡，后板18上开有吹扫机构气管的通孔，机壳顶板19对防护机构的升降气缸起着定位支撑作用。

刮污器4的一端连接在前面板17上，刮污器4的另一端穿过矩形孔171与防护机构1的玻璃门12接触。刮污器4包括安装板和用于擦拭玻璃门12的硬质海绵，安装板为弯折结构，安装板的一端连接在前面板17上，安装板的另一端连接硬质海绵，弯折结构使硬质海绵穿过前面板17上的矩形孔171和防尘箱10上的矩形窗口11与玻璃门12接触。在前面板17上的矩形孔171的上部和下部均安装一个刮污器4。

防护机构的功能是保证光电检测元件的接发收信号能够穿过防护机构玻璃门，同时又能阻止油污、粉尘通过防护机构进入到检测热态车轮到位的检测装置中。

防护机构1包括升降气缸7、防尘箱10和玻璃门12，升降气缸7的固定端连接在机壳2的顶板19上，升降气缸7的活动杆与玻璃门12连接，玻璃门12的另一端贯穿防尘箱10，在升降气缸7的驱动下玻璃门12沿防尘箱10上下移动。

防尘箱10上设有矩形窗口11，矩形窗口11横截面大小与刮污器4的截面大小相对应，刮污器4穿过矩形窗口11与玻璃门接触，保证了刮污器不因玻璃门上下移动而产生高度方向上的变形。矩形窗口11的两侧壁上设有矩形槽13，矩形槽13内设有滚轮14，玻璃门12的两侧部与滚轮14接触，玻璃门12两侧与滚轮14的滚轮接触，这样玻璃门沿着滚轮上下移动时受到滚动摩擦阻力作用，上升下降只需要升降气缸7提供很小的作用力。防尘箱10上的矩形窗口11与前面板17上的矩形孔171相对应，防尘箱10与前面板17之间密封连接。

升降气缸7的活动杆与玻璃门12之间设有夹持器8和定位销轴9，夹持器8的一端通过螺纹连接与升降气缸7的活动杆连接，夹持器8的另一端设有矩形槽，玻璃门12插接在夹持器8的矩形槽中并通过定位销轴9进行固定。矩形槽的宽度与玻璃门12厚度相等，矩形槽、玻璃门上钻有相同的通孔，玻璃门12嵌入到夹持器8的矩形槽中，安装时两者之间的通孔相对应，定位销轴9穿过通孔，将夹持器9与玻璃门12固接。

吹扫机构主要起着气封和冷却作用。吹扫机构3包括进气管20、冷却管路和吹扫管路，冷却管路和吹扫管路并联连接在进气管20上，进气管20穿过机壳2与外部气源连通，冷却管路为冷却气管23，冷却气管23位于机壳2内对信号单元5进行冷却。吹扫管路的一端位于机壳2与进气管20连通，吹扫管路的另一端设有上吹扫管路26和下吹扫管路24，上吹扫管路26和下吹扫管路24穿过机壳2的前面板17分被安装在矩形孔171的上部和下部。

上吹扫管路26和下吹扫管路24上穿出前面板17的一端分别设有上吹扫嘴27和下吹扫嘴25，上吹扫嘴27与下吹扫嘴25相对设置，多个上吹扫嘴27与多个下吹扫嘴25吹出的气体构成一个气幕，使机壳前面板17、侧板16以及防护机构1构成的凹形空间处于气封状态。

具体的，进气管20通过管卡21固定在机壳2的底板15上，进气管20进入机壳底板上方后，分为两路，一路冷却气管23直接进入机壳内，向壳内部吹送压缩空气，对机壳内部的光电检测元件起着冷却作用，保证检测装置在一定温度下可靠工作。另外一路在机壳侧壁中部分为上下两路吹扫管路，上吹扫管路26上的多根上吹扫嘴27与下吹扫管路24上的多根下吹扫嘴26吹出的气体构成一个气幕，使机壳前面板17、侧板16以及防护机构构成凹形空间处于气封状态，油污、粉尘不能进入凹形空间内，避免影响光电检测单元的信号穿过防护机构的玻璃门，冷却气管23和上下吹扫管路分别由两个相同规格型号的电磁气阀22控制开启、闭合。

信号单元5包括支架28、光电检测元件29和固定螺母30，支架28底部固定安装在机壳2的底板15上，支架28上端设有腰形孔31，光电检测元件29通过固定螺母30连接在支架28上，光电检测元件29的位置在支架28上可上下调节，光电检测元件29对准防尘箱10上的矩形窗口11，且位于玻璃门12的后方。

基于上述用于检测热态车轮到位的检测装置，本发明还涉及一种用于检测热态车轮到位的检测装置的使用方法，该使用方法为：正常工作过程中，检测装置的上下吹扫气阀处于工作状态，上吹扫嘴27与下吹扫嘴25吹出的气体构成的气幕将粉尘和油污挡在气幕之外，机壳2内部的冷却气管23保证检测装置内部温度在正常范围内；长时间运行后会有很少量的含油粉尘由于气流回旋作用会到达气幕内部，事先设定升降气缸带动玻璃门每隔一段时间上下运动一次，刮污器4将吸附在玻璃表面的少量含油粉尘擦拭掉，可以完全杜绝玻璃门表面的粉尘，也不会造成玻璃门表面被挡住，使光电检测元件误检测到工件(防止信号的误检测)，从而防止热态车轮顶升装置误动作，保证喷标机械手的安全喷标，从而保证了设备运行可靠性，降低了故障时间。

本发明的检测装置可防止检测车轮到位用的光电检测元件误检测到车轮工件，以触发顶升装置系统误顶升，造成热坯料车轮被顶翻，喷标机械手撞击到车轮而损坏，降低故障发生的几率。而且这种油污、粉尘、高温环境下检测热态车轮到位的装置不仅仅可以运于前面所述的热态车轮位置检测，还可以在许多恶劣工矿环境下用于检测运动物体的位置，避免检测系统误动作。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。