[发明专利]一种钻铣削碳纤维复合材料随动除尘装置

说明书

技术领域

本发明属于碳纤维复合材料加工过程节能环保技术领域，涉及一种碳纤维复合材料粉尘除尘及收集装置。

背景技术

碳纤维复合材料在机械加工过程中会产生大量粉尘，对现场人员的健康存在不利影响；粉尘若进入运动副之间会增加摩擦，加剧运动副的磨损；此外，由于碳纤维具有导电性，若粉尘四处飘散容易引起周围电控系统或电网的短路从而引发事故。

因此需要对加工中产生的大量粉尘进行实时收集处理，国内外目前大多采用固定式或软管可调位置收集罩进行粉尘处理，固定式收集罩整体罩于工作台上方一定空间，采用较大的动力才能使整个覆盖空间产生足够的负压，动力耗损大，在覆盖的边缘不可避免的出现负压不足导致吸收不完全；可调位置收集罩仅能保证收集口从一侧对准切削区域，以此形成一定负压实现收集，在铣削过程中需要经常性调整位置，操作性差，操作过程存在一定的危险及漏吸现象。此外在使用非专用机床加工复合材料工件时，需后续配装随动收集装置，往往需要与机床进行机械连接，会对原有机床造成破坏。而随着航空航天领域所使用的碳纤维复合材料零部件尺寸的加大，切削加工量大导致产生大量粉尘，传统收集装置无法满足大加工量时产生粉尘的实时完全收集要求，常常会出现收集不完全、位置调整不到位、部分粉尘弥散等问题。

发明内容

本发明要解决的技术难题是针对目前钻铣削碳纤维复合材料过程中粉尘无法充分实时收集的现状，克服现有技术的不足，发明一种钻铣削碳纤维复合材料随动除尘装置，该装置以环形电磁铁吸盘3为装夹元件，实现切屑收集罩1与复合材料用专用/非专用机床主轴箱无损、快速连接与拆卸；以柔性材料与工件接触，实现加工过程全封闭且自适应除尘；以粉尘浓度变送器19为传感元件，检测降尘室14粉尘的浓度；以光电旋转编码器24为传感元件，检测高压离心风机16运转时的速度；以风压变送器26为传感元件，检测风机运转时管道内的压力；以位移传感器25检测右水槽21水位；以PLC为控制元件，控制环形电磁铁吸盘3电信号的通断；以PLC为控制元件，控制高压离心风机16正反转；以PLC中PID模块为控制元件，控制变频器17的输出频率；以PLC为控制元件，控制上泵23、下泵22的运转；以PLC为控制元件，控制电磁阀27的通断。

本发明采用的技术方案是一种钻铣削碳纤维复合材料随动除尘装置，具有切屑收集组件、湿法降尘器、动力部分和水过滤循环装置；

在切屑收集组件中的切屑收集罩1安装在机床主轴箱8上、环形电磁铁吸盘3位于切屑收集罩1顶部的环形槽中，通过压板4用螺栓2固定，环形电磁铁吸盘3的电源线通过接触器与PLC的I/O模块连接；柔性接触头6安装在切屑收集罩1底部，在切屑收集罩1的侧壁上设有吸尘口5，吸尘口5的另一端通过软管9与湿法降尘器入口用快换接头10连接；

所述的湿法降尘器设有喷嘴11、挡板12、降尘室13、电磁阀27；喷嘴11和电磁阀27安装在降尘室13上方；降尘室13具有排水口15，过滤装置14、和粉尘浓度变送器19安装在降尘室13内，挡板12安装在湿法降尘器的出口处；

所述的动力部分中，风压变送器26直接安装在入口管壁上，信号线与PLC相应I/O模块连接；提供系统所需动力的高压离心风机16与变频器17相连；光电旋转编码器24与高压离心风机16的主轴通过键槽和法兰相连接，光电旋转编码器24的电源线和信号线分别与变频器17相应端子连接，变频器17相应端子与PLC相应模块连接，触摸屏28通过串口与PLC进行连接，实现对除尘系统的在线检测、控制、调节和诊断功能；

所述的水过滤循环装置安装在降尘室13下方，在左水槽20内对降尘室13排出的污水进行沉淀过滤，由上泵23将右水槽21的水抽送给喷嘴11，位移传感器25固定在右水槽21侧壁上，信号线与PLC的I/O模块连接。

本发明的有益效果是通过环形电磁吸盘实现与各种型号机床的无损快速连接；在收集罩下端设有柔性伸缩头，始终保证收集罩紧贴于工件表面，保证收集空间相对密闭进行切屑收集；可实时测量吸入气流中的粉尘含量，实现喷水量与粉尘处理量的匹配控制。上述功能实现收集罩随主轴刀具同步进给，将加工过程中产生的切屑粉尘及时抽离收集，防止尘屑到处漂浮，污染环境，对机床设备造成危害。

附图说明