一种金属挂具表面脱漆方法及脱漆设备与流程

本发明涉及金属表层脱漆领域，具体为一种金属挂具表面脱漆方法及脱漆设备。

背景技术：

伴随着工业的大规模发展，在家电、汽车、电子产品等制造领域，为外保证观件的质量标准及满足美观程度，涂装工艺被越来越广泛地应用。而生产工艺中海量的挂具需要脱漆后重复使用。以往处理涂装挂具表面的油漆、树脂都是通过直接焚烧或者化学溶解、溶胀等方式清理；而这种粗犷的处理所排出的有害气体、有毒残渣、或有毒废液对大气、水、土壤造成了严重污染。看看肆虐全国的雾霾，我们就能深刻感知到在经济发展的同时，工业排放对我们赖以生存的环境造成的伤害有多么巨大。

近几年，尤其是2015年开始，国家对环境保护愈加重视、监管越来越严苛，改善治理的决心与投入的规模空前；从禁止农民焚烧秸秆与工厂尾气排放的VOCs标准的制定开始，全国巡视，关停处理违法排放企业，倒逼制造类企业必须做无公害处理。

鉴于此，我公司基于专业特长，结合国家工业4.0战略规划，针对挂具脱漆工艺进行技术试验探索，最终开出此项环保处理工艺及智能设备，以求为环保事业尽一份力量。

技术实现要素：

本发明提供了一种金属挂具表面脱漆方法及脱漆设备，利用液氮浸泡和金属粒子对金属挂具表面油漆树脂涂层进行脱漆处理，解决了金属挂具采用现有脱漆方法处理而导致的脱漆效果差以及造成环境污染的问题。

本发明所述的脱漆方法的技术方案包括以下步骤：

(1)液氮浸泡

将金属挂具的油漆树脂涂层完全浸泡在液氮液面以下，充分冷冻；

(2)多级变频粒子撞击

将金属挂具的油漆树脂涂层置于金属粒子撞击仓内，利用金属粒子发射装置向金属挂具发射金属粒子，对金属挂具表面油漆树脂涂层进行撞击，以去除金属挂具表面的脆性油漆树脂涂层。

作为上述方案的优选，所述液氮温度控制在-220℃——-120℃，浸泡时间5-30min。

作为上述方案的优选，在步骤(2)中，金属挂具纵向悬挂，上端连接电机输出轴，能够在电机驱动下沿自身纵向中心轴转动，电机上方连接卷扬机，通过卷扬机控制金属挂具的上下运动。

作为上述方案的优选，所述金属粒子撞击仓包括大粒子撞击仓、中粒子撞击仓、小粒子撞击仓，金属挂具依次经过大粒子撞击仓、混合中粒子撞击仓、小粒子撞击仓。

作为上述方案的进一步优选，所述大粒子撞击仓和中粒子撞击仓内的粒子在撞击过程中，金属粒子弹出速度均在30s内由70m/s逐渐降为30m/s，并持续撞击1min，小粒子撞击仓内的金属粒子弹出速度控制在20-30m/s，持续撞击时间2min。

作为上述方案的优选，在上述步骤(2)之后，还需要将金属挂具置于超声波清洗槽内进行清洗，以去除金属挂具弯头段的残留物。

本发明所述金属挂具表面脱漆设备的技术方案包括环形轨道、自行小车、液氮槽、金属粒子撞击仓及控制系统，所述环形轨道水平悬空设于液氮槽和金属粒子撞击仓正上方，液氮槽内盛装液氮，自行小车设于环形轨道上，能够沿环形轨道运动，所述自行小车上设有用以夹持金属挂具的夹持机构、用以控制夹持机构上下运动的卷扬机构及用以驱动金属挂具沿自身纵向中心轴转动的驱动机构；

所述金属粒子撞击仓包括仓体及能够向仓体内打出弹丸的抛丸机构，所述仓体顶部设有能够使金属挂具穿过的开口；

所述控制系统包括中央处理器及分别与中央处理器连接的自行小车驱动电机、抛丸机构驱动电机、卷扬机构驱动电机、位置传感器及无线通讯模块，与所述液氮槽和金属粒子撞击仓对应的环形轨道区段上均设有所述位置传感器，用以检测自行小车的位置信息。

作为上述方案的优选，在所述环形轨道正下方还设有超声波清洗槽，所述液氮槽、金属粒子撞击仓及超声波清洗槽沿自行小车在环形轨道上的移动方向顺次排列，所述超声波清洗槽与中央处理器连接。

作为上述方案的进一步优选，所述环形轨道下方设有多个液氮槽，所有液氮槽沿环形轨道方向相邻排列。

作为上述方案的进一步优选，所述金属粒子撞击仓为箱型结构，其中一组相对的侧壁为能够自动开合的仓门，另一组相对的侧壁为固定的金属壁，金属粒子撞击仓内也设有两组相互平行且能够自动开合的仓门，将整个金属粒子撞击仓分隔成三个小仓，分别为大粒子撞击仓、中等粒子撞击仓、小粒子撞击仓，沿自行小车的移动方向顺次排列，所述金属粒子撞击仓顶壁由两块板件构成，两块板件之间设有间隔，所述间隔即为能够使金属挂具穿过的开口，所述开口沿自行小车的移动方向设置。

作为上述方案的进一步优选，所述大粒子撞击仓、中等粒子撞击仓、小粒子撞击仓的两侧金属壁上分别设有多个纵向排列的抛丸机构，位于下部抛丸机构的抛丸口向上倾斜，位于上部抛丸机构的抛丸口向下倾斜。

作为上述方案的进一步优选，所述环形轨道上与下方液氮槽、大粒子撞击仓、中等粒子撞击仓、小粒子撞击仓及超声波清洗槽正相对的区段的两端及中点各设有一个位置传感器。

作为上述方案的另一种优选，所述大粒子撞击仓、中等粒子撞击仓、小粒子撞击仓一侧壁各设有一个开口，每个开口处设有一组多自由度机械手，所述多自由度机械手的悬臂上设有抛丸机构，且从开口处伸入至金属粒子撞击仓内。

作为上述方案的进一步优选，所述环形轨道下方设有防护室，所述液氮槽和金属粒子撞击仓均设于防护室内，所述抛丸机驱动电机为变频电机。

上述脱漆方法和脱漆设备所带来的有益效果在于：

1、利用液氮对金属挂具表面的油漆树脂涂层进行浸泡后能够有效消除树脂塑料自身的韧性，使油漆树脂涂层开裂，然后通过金属粒子的撞击能够有效使油漆树脂涂层脱落，从而替代了采用焚烧进行脱漆的技术手段，避免焚烧带来的环境污染。

2、在粒子撞击仓内不同方位设置抛丸机构，同时采用不同直径的金属粒子对油漆树脂涂层进行逐级撞击，能够有效提高脱漆的效果。

3、上述脱漆设备采用计算机智能化控制，脱漆处理效率高，人工成本低。

4、采用超声波对金属挂具进行进一步清洗，能够有效提高金属挂具表面的脱漆效果。

5、不用焚烧，杜绝废气排放不对空气造成污染；

6、不残留燃烧后有害残渣避免污染土壤；

7、不使用溶剂类化工产品，避免污染水体：杜绝二次污染源的产生及再处理

8、脱漆回收的树脂材料可进一步利用(比如公路表面的划线)。

附图说明

图1为本发明中脱漆设备的结构示意图。

图2为本发明中液氮槽上方位置传感器的分布示意图。

图3为本发明中金属粒子撞击仓上方位置传感器的分布示意图。

图4和图5为本发明中实施例一的金属粒子撞击仓的结构示意图。

图6为本发明中实施例二的金属粒子撞击仓的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的实施例。

以下先对本发明所述的脱漆设备的结构进行描述。

实施例一

本发明所述脱漆设备的技术方案包括环形轨道1、自行小车3、液氮槽2、金属粒子撞击仓4及控制系统，所述环形轨道1水平悬空设于液氮槽2和金属粒子撞击仓4正上方，液氮槽2内盛装液氮，自行小车3设于环形轨道1上，能够沿环形轨道1运动，所述自行小车3上设有用以夹持金属挂具的夹持机构、用以控制夹持机构上下运动的卷扬机构及用以驱动金属挂具沿自身纵向中心轴转动的驱动机构；

所述金属粒子撞击仓4包括仓体及能够向仓体内打出弹丸的抛丸机构16，所述仓体顶部设有能够使金属挂具穿过的开口19；

所述控制系统包括中央处理器及分别与中央处理器连接的自行小车驱动电机、抛丸机构驱动电机、卷扬机构驱动电机、位置传感器及无线通讯模块，与所述液氮槽2和金属粒子撞击仓4对应的环形轨道1区段上均设有所述位置传感器，用以检测自行小车3的位置信息。

在所述环形轨道1正下方还设有超声波清洗槽8，所述液氮槽2、金属粒子撞击仓4及超声波清洗槽8沿自行小车3在环形轨道1上的移动方向顺次排列，所述超声波清洗槽8与中央处理器连接。

所述环形轨道1下方设有多个液氮槽2，所有液氮槽2沿环形轨道1方向相邻排列。

所述金属粒子撞击仓4为箱型结构，其中一组相对的侧壁为能够自动开合的仓门20，另一组相对的侧壁为固定的金属壁18，金属粒子撞击仓4内也设有两组相互平行且能够自动开合的仓门(如图4编号17处)，将整个金属粒子撞击仓4分隔成三个小仓，分别为大粒子撞击仓5、中等粒子撞击仓6、小粒子撞击仓7，沿自行小车3的移动方向顺次排列，所述金属粒子撞击仓4顶壁由两块板件构成，两块板件之间设有间隔，所述间隔即为能够使金属挂具穿过的开口19，所述开口沿自行小车3的移动方向设置。

所述大粒子撞击仓5、中等粒子撞击仓6、小粒子撞击仓7的两侧金属壁上分别设有两个纵向排列的抛丸机构16，位于下部抛丸机构16的抛丸口向上倾斜，位于上部抛丸机构16的抛丸口向下倾斜。

所述环形轨道1上与下方液氮槽2、大粒子撞击仓5、中等粒子撞击仓6、小粒子撞击仓7及超声波清洗槽正相对的区段的两端及中点各设有一个位置传感器。

所述环形轨道1下方设有防护室9，所述液氮槽2和金属粒子撞击仓4均设于防护室9内，所述抛丸机驱动电机为变频电机。

实施例二

在上述实施例一的基础上，抛丸机构16的设置还可以采用另外一种方式：在大粒子撞击仓5、中等粒子撞击仓6、小粒子撞击仓7一侧壁各开设一个开口，每个开口处设有一组多自由度机械手21，多自由度机械手21的悬臂端设置抛丸机构16，且从开口处伸入至金属粒子撞击仓4内。

同时在开口处也需要设置防护服，将多自由度机械手21罩在防护服内部，防护服与开口连接，为反映多自由度机械手结构，附图中省略防护服。

本实施例中的多自由度机械手21能够根据设置绕金属挂具进行多角度抛丸，对金属挂具的脱漆效果更好。

在上述实施例中，自行小车上也可以使用吊钩将金属挂具吊起。

以下以实施例一为例，结合本发明所述的脱漆方法描述上述脱漆设备的工作原理：

先将金属挂具置于环形轨道1上的自行小车3上，利用自行小车3上的吊钩将金属挂具吊起，中央处理器控制自行小车驱动电机驱动自行小车3向前移动，位于液氮槽2正上方的环形轨道区段上游的位置传感器10(如图2所示)检测到自行小车3到达的位置信息，并将位置信息发送至中央处理器，中央处理器检测对应液氮槽上方的盖子是否打开，若盖子已经正常打开，则中央处理器驱动自行小车3继续前进，直至液氮槽正上方环形轨道区段中点的位置传感器11检测到自行小车3信号，然后中央处理器驱动卷扬机构上的卷扬机构驱动电机工作，将金属挂具下放至该液氮槽内，使金属挂具油漆树脂涂层完全浸泡在液氮液面以下，充分冷冻，液氮温度控制在-220℃——-120℃，浸泡时间5-30min。

浸泡结束后，中央处理器控制自行小车3的卷扬机构驱动电机工作以将金属挂具向上拉起，然后控制自行小车3沿环形轨道1继续前进，当金属粒子撞击仓4的大粒子撞击仓5正上方环形轨道区段上游的位置传感器13(如图3所示)检测到自行小车3信号时，金属粒子撞击仓4的上游仓门20打开，然后自行小车3继续向前移动，使下方金属挂具从仓门20进入大粒子撞击仓5内，直至大粒子撞击仓5正上方环形轨道区段中点处的位置传感器14检测到自行小车3信号时停止，仓门20关闭，然后中央处理器驱动大粒子撞击仓5上的抛丸机构16向金属挂具打出金属粒子，使金属挂具上的脆性油漆树脂涂层脱落，金属粒子的弹出速度在30s内由70m/s逐渐降为30m/s，并持续撞击1min。

大粒子撞击仓5内抛丸结束后，通过电机驱动大粒子撞击仓5和中等粒子撞击仓6之间的仓门打开，使金属挂具移动至中等粒子撞击仓6内，关闭该仓门，启动中等粒子撞击仓6内的抛丸机构16进行抛丸，利用金属粒子对金属挂具外表面进行撞击，使脆性油漆树脂涂层脱落，金属粒子的弹出速度在30s内由70m/s逐渐降为30m/s，并持续撞击1min；

中等粒子撞击仓6内抛丸结束后，再通过电机驱动中等粒子撞击仓6和小粒子撞击仓7之间的仓门17打开，使金属挂具移动至小粒子撞击仓7内，关闭该仓门，启动小粒子撞击仓7内的抛丸机构16进行抛丸，利用金属粒子对金属挂具外表面进行撞击，使脆性油漆树脂涂层脱落，金属粒子的弹出速度在20-30m/s，并持续撞击2min。

小粒子撞击仓7内抛丸结束后，金属粒子撞击仓4的下游仓门打开，自行小车3带动金属挂具离开金属粒子撞击仓4，移动至超声波清洗槽上方，分别通过设于超声波清洗槽正上方环形轨道区段上的位置传感器确定自行小车3的具体位置信息。当自行小车3位于超声波清洗槽8正上方时，利用卷扬机构将金属挂具下放至超声波清洗槽8内进行超声波清洗。

清洗结束后，自行小车3继续前进直至环形轨道1上的下件位置。

在上述过程中，金属挂具纵向悬挂，上端连接电机输出轴，在电机驱动下沿自身纵向中心轴转动。

在上述过程中，液氮槽2上的盖子、金属粒子撞击仓4上的多个仓门均为由中央处理器控制的能够自动开合的仓门，可选择使用电机驱动。

对于上述两个实施例，需要说明的是：

1、上述液氮槽2采用带有盖子且能够盛装液氮的容器即可，盖子通过电机控制，能够自动开启和关闭，均为现有技术，在附图中未反映。

2、自行小车3上的卷扬机构采用普通的卷扬机或者小型提升机或者小型绞车，采用现有技术即可，在附图中未反映。

3、上述大粒子、中等粒子、小粒子均为金属粒子直径上的区别，即金属粒子直径逐渐减小。大直径的金属粒子质量大，弹出的动能高，因此撞击力强，使通过液氮浸泡后的金属挂具先通过大直径的金属粒子撞击，能够去除较多的油漆树脂涂层，然后金属粒子直径逐渐减小，既进一步去除残留的局部油漆树脂涂层，同时又能够防止金属挂具收到大直径的金属粒子的撞击而损伤。

4、在上述实施例中，在液氮槽2和金属粒子撞击仓4外设置有防护室，液氮槽2和金属粒子撞击仓4可以共同设置在一个防护室内，也可以在外面分别设置防护室。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。