板材表面处理设备及处理方法与流程

本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种板材表面处理设备，进一步涉及使用该设备对板材进行表面处理的方法。

背景技术：

板材表面处理是板材加工制造过程中的必经工序。板材，特别是各类金属板材，在制造过程中往往存在各类表面缺陷，需要消除这些缺陷，方可进行后续加工制造。

传统的板材表面处理、特别是针对金属板表面氧化层的处理，多采用喷丸和酸洗的工艺，或者采用砂轮(含抛光轮、砂带、角磨片等)进行人工及半机械化打磨的方法。上述工艺方法在去除氧化层的过程中，不仅费工费时，并且金属板表面磨痕深，造成材料浪费；另外，上述方法产生的化学污染、粉尘污染等，不仅严重影响环境，也对操作者的身体健康造成伤害。随着国家对于环保和劳动保护的力度日趋增大，特备是对于化学危害及粉尘危害作业进行更大力度的打击，现有的板材表面处理方法并不能满足社会生产需要。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出板材表面处理设备及处理方法。

一方面，提供板材表面处理设备，所述设备能够缩短处理时间、降低对于板材基体基板的伤害，并能进一步地避免化学污染、降低粉尘污染。

具体而言，所述板材表面处理设备具有工作台和跨越工作台的可移动龙门机械臂，其特征在于，还包括两组动力喷头设备，所述设备动力喷头设备与龙门机械臂的横梁活动连接并可沿横梁方向移动，所述两组设备动力喷头设备可单独或同时工作。

进一步地，所述设备动力喷头设备包括底座、导轨和喷头，所述底座与龙门机械臂的横梁活动连接，所述导轨设置于底座并且垂直于工作台平面，所述喷头与导轨活动连接并可沿导轨上下移动。

进一步地，所述设备动力喷头设备还包括水汽收集罩，所述水汽收集罩连接于所述底座并部分包裹所述喷头。水汽收集罩可以降低喷到板材表后反弹的水流和磨料的溅射，既能收集资源，又能改善施工作业环境。

进一步地，所述工作台具有栅格状工作平面，所述栅格状工作平面下方依次设置过滤设备和收集箱。通过过滤设备，例如过滤网等，可以将喷头喷出的磨料与夹带研磨得到的氧化钛渣的水分离，磨料予以回收，水流入收集箱中，经沉淀、再次过滤，分别回收氧化钛渣和水。

进一步地，所述板材表面处理设备还包括水加压设备、气加压设备、加砂设备和磨料匀混设备，所述磨料匀混设备将水加压设备送出的加压水与加砂设备送出的磨料混合均匀后送入砂水回路，并与气加压设备送出的加压空气汇合后送入与动力喷头设备连通的加压喷射软管。

本发明的板材表面处理设备，通过设置可移动龙门吊机械臂和动力喷头设备，可在x、y、z三个方向上控制喷头运动轨迹，实现精确和高效的打磨。配制两套动力喷头设备，能够根据情况选择工作的动力喷头设备数量，能够提高打磨效率，水汽收集罩也可有效降尘、便于资源回收。本发明的处理装置还备有具有安装过滤设备的收集箱，不仅能够回收水和磨料，还能够回收打磨掉落的氧化钛皮，资源回收利用达到做大程度。

本发明所提供的板材表面处理设备适用于各类板材的表面处理，包括金属、无机非金属和有机板材，特别适用于对于金属板材表面缺陷的处理，进一步适合于具有氧化层的钛板的表面处理，例如氧化层的去除和表面抛光等。

本发明的另一方面涉及使用前述设备进行板材、特别是具有氧化层的钛板的表面处理的方法，所述方法具有较高自动化程度，能够降低人工劳动量，提高板材处理效率和质量。

所述板材表面处理方法包括以下步骤：

s01、备料：对水、空气加压，准备磨料；

s02、将待处理板材放置于工作台；

s03、将待处理板材的位置坐标、需要处理区域的缺陷类型及其位置、尺寸，以及喷头移动速度和喷射角度，输入控制设备；

s04、根据步骤s03的参数，控制两组动力喷头设备工作与否、其运动轨迹，以及水气压力，启动设备进行板材表面处理。

进一步地，步骤s01中，加压水的压力在2～30mpa，加压空气的压力在0.6～1.5mpa。

进一步地，步骤s01中，所述磨料选自石榴石、白刚玉、石英砂、水洗砂中的一种或两种以上的组合。，所述磨料的粒径为80～180目。

进一步地，步骤s03中，通过在线编程或离线编程中的一种方式或两种组合的方式将参数输入所述控制设备。

上述一个或多个技术方案的有益效果在于：

1、板材表面处理效率高。板材表面处理设备通过数控设备对三轴龙门机械臂进行精准控制，实现了板材表面处理的自动化，特别是在去除氧化皮方面具有的优势，双工作头的使用，节省人工，远高于目前现有技术设备的效率。本发明的设备可在2小时内处理一整张钛板。

2、环保性能好。采用双高压喷砂去氧化皮设备，相比砂轮打磨，能减少95％以上粉尘对环境的污染，废水废渣的经过过滤沉淀后，固态的磨料和金属(氧化物)渣能够回收后再利用。

3、节约材料减少浪费。与砂轮打磨相比，该设备通过控制设备自动调整各种参数，精准控制运动轨迹和水气砂比例，在去除表面缺陷的同时不伤害基材(去除基材厚度控制在10um内)，减少基材材料浪费70％以上，大大减少了对板材的去除量，从源头上节约了材料，降低了成本，提高了经济效益。

4、自动化程度高。采用三维数控设备，在线/离线编程，对龙门机械臂进行程序控制，实现了板材表面处理作业全过程的自动化。

5、表面质量好。采用双高压喷砂去氧化皮设备，与砂轮打磨工艺相比，板材表面质量大大提高，从而确保了板材后续工序的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是板材表面处理设备的一个实施例的示意图。

图2是板材表面处理的一个实施例中动力喷头设备的示意图。

图3是板材表面处理的一个实施例中水汽砂管路连接的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图和实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1。板材表面处理设备具有工作台1和跨越工作台并可移动的龙门机械臂2，两组设备动力喷头设备3活动连接于龙门机械臂的横梁，并可沿横梁方向移动。工作台1具有栅格状工作平面，栅格状工作平面下方设置依次过滤网4和收集箱5。

进一步参见图2，设备动力喷头设备包括底座301、导轨302和喷头303，底座301与龙门机械臂的横梁201活动连接，导轨302设置于底座301并且垂直于工作台1的平面，喷头3与导轨活302动连接并可沿导轨302上下移动。设备动力喷头设备还包括水汽收集罩304，水汽收集罩304成半圆筒状，其顶部固定连接于底座301下端，半圆筒将喷头部分包裹起来，以阻隔飞溅的水砂等。水汽收集罩304还可以是诸如平板状、部分空心圆台状、弧面状等任何形式，只要其能实现前述阻隔水砂飞溅的作用即可。

实施例2

参见图3，为向动力喷头设备3提供磨料，本发明的板材表面处理设备还包括水加压设备6、气加压设备7、加砂设备8和磨料匀混设备9，所述磨料匀混设备9将水加压设备6送出的加压水与加砂设备8送出的磨料混合均匀后送入砂水回路10，并与气加压设备7送出的加压空气汇合后送入与动力喷头设备连通的加压喷射软管11。

实施例3

采用实施例1所示的设备进行钛板的表面处理的工艺流程如下。

将2×8m的整张头扎钛板居中平放于工作台1的栅格平面上，将钛板四角位置坐标离线输入到控制设备，选定清洗区域为宽度20mm的氧化钛皮，并进一步设定清洗速度0.13m/s、入射角为65°；控制设备根据输入参数生成喷头的运动轨迹，给出预计的单面清洗时间为65min。

选取120目石英砂作为磨料；对水和气分别加压至1.0mpa和25mpa。启动表面处理设备，首先控制单个喷头工作5s，并根据表面处理效果在必要时对参数进行微调；随后，启动双喷头同时工作直至钛板单面处理完毕。翻面后对钛板背面以同样方式处理。处理过程耗时约2h。

处理完毕后，收集滤网4的磨料，将收集箱5。静置，待氧化钛渣沉淀后，进行固液分离，将氧化钛渣干燥后回收利用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。