Paint removing system and method of removing paint from workpiece

Abstract

Disclosed is a paint removing system (1) of removing paint from a workpiece and a method of removing paint from a workpiece. The paint removing system (1) comprises: at least one laser cleaning station (12) , each comprising a laser cleaning head (120) coupled to a laser generator (122) and configured to apply laser so as to remove the paint at predetermined position by laser to generate a desired pattern on the workpiece. The whole paint removing system (1) is easy to operate without professional personnel, can effectively improve the production efficiency and product quality, to achieve a real sense of flexible production process.

Description

PAINT REMOVING SYSTEM AND METHOD OF REMOVING PAINT FROM WORKPIECEFIELD

[0001] Example embodiments of the present disclosure generally relate to the field of electric vehicle, and more particularly, to a paint removing system of removing paint from a workpiece and a method of removing paint from a workpiece.BACKGROUND

[0002] As global energy and environmental challenges become increasingly severe, new energy vehicles have become an inevitable trend in the development of the automotive industry. New energy vehicles is advantageous in energy saving, emission reduction, and environmental protection, which are of great significance to promote sustainable development. The battery shell is an important component of electric vehicles, and its electrical safety performance has an important impact on the safety of electric vehicles.

[0003] In the conventional manufacturing process of the battery shell, a mask is first manually pasted on the surface of the metal shell to form a shielded area, then the battery shell is electrophoretic deposited to form a safety protection paint layer, and finally the mask is manually torn off to solve the need for shell grounding to achieve electric shock protection during the battery shell manufacturing process. However, this process has problems, for example, due to factors such as long production procedures and high manual participation, it is difficult to control the quality of the workpiece and the production efficiency is low.SUMMARY

[0004] In general, example embodiments of the present disclosure provide a paint removing system of removing paint from a workpiece and a method of removing paint from a workpiece.

[0005] In a first aspect, there is provided a paint removing system of removing paint from a workpiece. The paint removing system comprising: at least one laser cleaning station, each comprising: a laser cleaning head coupled to a laser generator and configured to apply laser so as to remove the paint at predetermined position by laser to generate a desired pattern  on the workpiece.

[0006] According to example embodiments, the whole paint removing system is easy to operate without professional personnel, can effectively improve the production efficiency and product quality, to achieve a real sense of flexible production process.

[0007] In some example embodiments, the laser cleaning head is further provided a chiller configured to provide a desired temperature to the laser cleaning head.

[0008] In some example embodiments, the paint removing system further comprises at least one dust removing unit, each comprising: a dust purifier; a dust extraction assembly connected to the dust purifier, wherein the dust purifier is configured to collect dust generated by the laser cleaning through the dust extraction assembly.

[0009] In some example embodiments, each laser cleaning station comprising: a lifting apparatus configured to actuate the workpiece along a vertical direction.

[0010] In some example embodiments, each laser cleaning station comprising: an upper pressing apparatus configured to clamp and press the workpiece in the laser cleaning station.

[0011] In some example embodiments, the laser cleaning head is coupled to a servo motion apparatus and the servo motion apparatus is configured to actuate the laser cleaning head to a desired position.

[0012] In some example embodiments, the paint removing system further comprises a PLC controller configured to control the servo motion apparatus to drive the laser cleaning head to predetermined positions.

[0013] In some example embodiments, the paint removing system further comprises at least two elevators provided at both sides of the at least one laser cleaning station configured to realize the horizontal movement, reflux, and vertical lifting action of the workpiece.

[0014] In some example embodiments, the paint removing system further comprises a tray fixture configured to support and position the workpiece.

[0015] In some example embodiments, the paint removing system further comprises a compressed gas subsystem configured to provide gas for the pain removing system (1) , wherein the gas subsystem comprises a gas storage tank, a cold and dry machine and gas pipes.

[0016] In some example embodiments, the paint removing system further comprises a  visual subsystem configured to visually position the workpiece, wherein the visual subsystem comprises a camera and an auxiliary light source.

[0017] In a second aspect, there is provided a method of removing paint from a workpiece. The method comprising applying paint onto a surface of the workpiece; and removing the paint at predetermined position by laser to generate a desired pattern on the workpiece.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0018] Through the following detailed description with reference to the accompanying drawings, the above and other objectives, features and advantages of the example embodiments disclosed herein will become more comprehensible. In the drawings, several example embodiments disclosed herein will be illustrated in an exemplary and in a non-limiting manner, wherein:

[0019] Fig. 1 illustrates a perspective view of a paint removing system of removing paint from a workpiece in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0020] Fig. 2 illustrates a perspective view of a paint removing system of removing paint from a workpiece in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0021] Fig. 3 illustrates a front view of a paint removing system of removing paint from a workpiece in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0022] Fig. 4 illustrates an enlarged view of the top of the laser safety room in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0023] Fig. 5 illustrates a perspective view of the bottom plate of laser safety room in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0024] Fig. 6 illustrates a perspective view of laser cleaning stations of laser safety room in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0025] Fig. 7 illustrates a perspective view of laser cleaning stations of laser safety room in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0026] Fig. 8 illustrates a perspective view of the elevator in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0027] Fig. 9 illustrates a perspective view of the laser cleaning station in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0028] Fig. 10 illustrates a perspective view of the laser cleaning station in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0029] Fig. 11 illustrates a perspective view of the laser cleaning station in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0030] Fig. 12 illustrates a top view of the tray fixture in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0031] Fig. 13 illustrates a perspective view of the visual subsystem in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0032] Throughout the drawings, the same or similar reference numerals represent the same or similar element.DETAILED DESCRIPTION

[0033] Principles of the present disclosure will now be described with reference to some example embodiments. It is to be understood that these embodiments are described only for the purpose of illustration and to help those skilled in the art to understand and implement the present disclosure, without suggesting any limitation as to the scope of the disclosure. The disclosure described herein can be implemented in various manners other than the ones described below.

[0034] In the following description and claims, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs.

[0035] References in the present disclosure to “one embodiment, ” “an embodiment, ” “an example embodiment, ” and the like indicate that the embodiment described may include a particular feature, structure, or characteristic, but it is not necessary that every embodiment includes the particular feature, structure, or characteristic. Moreover, such phrases are not necessarily referring to the same embodiment. Further, when a particular feature, structure, or characteristic is described in connection with an embodiment, it is submitted that it is within the knowledge of one skilled in the art to apply such feature, structure, or characteristic in connection with other embodiments whether or not explicitly described.

[0036] It should be understood that although the terms “first” and “second” etc. may be used herein to describe various elements, these elements should not be limited by these terms.  These terms are only used to distinguish one element from another. For example, a first element could be termed a second element, and similarly, a second element could be termed a first element, without departing from the scope of example embodiments. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the listed terms.

[0037] The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of example embodiments. As used herein, the singular forms “a” , “an” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms “comprises” , “comprising” , “has” , “having” , “includes” and / or “including” , when used herein, specify the presence of stated features, elements, and / or components etc., but do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components and / or combinations thereof.

[0038] To address the existing problems discussed previously, in the battery shell manufacturing process, the example embodiments of the present disclosure adopts a brand-new automatic laser paint removal scheme, which is realized in the form of a laser cleaning station and mainly comprises a laser safety room, a laser system, a cooling system, a dust removal system, a conveying line system, a jacking device, a tray clamp, an upper material pressing device, an servo motion apparatus, a PLC controller, a compressed gas subsystem, a visual subsystem, a database and the like. The whole system can realize the full-process automatic operation of battery shell from automatic feeding and visual positioning to automatic laser cleaning, visual quality detection after cleaning and automatic blanking.

[0039] Example embodiments will be described in more detail hereinafter in accordance with Figs. 1-13. With reference to Fig. 1-3 at first, which illustrate different views of a paint removing system 1 of removing paint from a workpiece in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0040] As illustrated in Fig. 1, in the shown scenario, the paint removing system 1 generally includes a laser safety room 10. As shown in Figs. 1-3, the laser safety room 10 may adopt steel structure seal design and may be used to carry the room body and internal mechanism. The laser safety room is closed space for laser cleaning operation, which can prevent laser radiation and smoke overflow. In the illustrated embodiments, the laser safety room 10 may include a roof cover plate 11, a wall 112, a steel structure 13, a bottom plate 14, a protective fence 15, a step ladder 16, a personnel door 17, a monitoring screen 18 and  a material door 19, etc. It is to be understood that even Figs. 1-3 illustrate the position of the above components, this is merely illustrative, rather than restrictive. The relative positions of these components may be adjusted according to the actual scenarios to meet the need of the users.

[0041] Fig. 4 illustrates an enlarged view of the top of the laser safety room 10 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown, the roof cover plate 11 may be a decorative plate with a plurality of antiskid bulges 110 to prevent the personnel from skidding. For the wall 112, in some example embodiments, it may be made of aluminum profile, with the inner and outer surface of the wall 112 being anodized. The wall 112 may be installed in a modularized manner. In this way, a sealed working space can be effectively formed to prevent the risk of injury caused by laser irradiation.

[0042] Fig. 5 illustrates a perspective view of the bottom plate 14 of laser safety room 10 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown, the bottom plate 14 of laser safety room 10 adopts mesh steel structure, which has good mechanical rigidity and can evenly disperse the bearing body and the mechanism in the laser safety room 10.

[0043] In some example embodiments, there are a plurality of cameras in the top four corners of the laser safety room 10, which are connected with the outside monitoring screen 18 for real-time monitoring and display of operations in the laser safety room 10.

[0044] Figs. 6-7 illustrates perspective view of laser cleaning stations 12 of laser safety room 10 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 6, the laser cleaning stations 12 may be arranged in series within the laser safety room 10. Even though three laser cleaning stations 12 are shown in Fig. 6, it is to be understood that other number of laser cleaning stations 12 may also be possible.

[0045] As illustrated in Figs. 6-7, each laser cleaning station 12 includes a laser cleaning head 120, a laser generator 122 and a chiller 129. The laser cleaning head 120 is coupled to the laser generator 122 and configured to apply laser so as to remove the paint at predetermined position by laser to generate a desired pattern on the workpiece. The laser generator 122 may be placed at the roof cover plate 11 of the laser safety room 10. The laser generator 122 may be connected to the laser cleaning head 120 in the laser safety room 10 through the an optical fiber through the reserved hole on the roof cover plate 11, to achieve  laser generation, and through the integrated beam shaping system on the laser cleaning head 120, to form the specified shape of the cleaning pattern.

[0046] The chiller 129 is connected with the laser generator 122 to provide a desired temperature to the laser cleaning head 120.

[0047] As illustrated in Fig. 7, the paint removing system 1 further includes at least one dust removing unit 20. The dust removing unit 20 may include a dust purifier 22 and a dust extraction assembly 24 connected to the dust purifier 22. The dust purifier 22 is configured to collect dust generated by the laser cleaning through the dust extraction assembly 24.

[0048] With reference back to Figs. 1-2, the dust purifier 22 may be located on the roof cover plate 11 of the laser safety room 10. The dust purifier 22 may be integrated into the laser cleaning head 120 in the laser safety room 10 through the dust extraction assembly 24, for example a pipe fitting, through the reserved hole in the roof cover plate 11. When the cleaning operation is being carried out, the dust purifier 22 starts to work, the dust generated by the laser cleaning is collected through the dust extraction assembly 24.

[0049] In some example embodiments, louvers may be provided under the laser safety room 10 to realize the normal circulation of the internal and external air flow. Even though dust removing unit 20 are shown in Figs. 1-2, it is to be understood that other number of dust removing unit 20 may also be possible.

[0050] With reference back to Fig. 3, as shown, the paint removing system 1 may further include a conveying line system 30. The conveying line system 30 may include two elevators 33 outside the laser safety room 10 and the main line within the laser safety room 10.

[0051] Fig. 8 illustrates a perspective view of the elevator 33 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As illustrated, the elevator 33 contains a conveying line body 31 and a pneumatic jacking device 32. With the help of the pneumatic jacking device 32, the lifting function can be realized. With the help of the conveying line body 31, the function of conveying the workpiece is realized.

[0052] With reference back to Fig. 3, the main line of the conveying line system 30 within the laser safety room 10 mainly includes an upper layer 34 and a lower layer 35. The upper layer 34 is used to transfer the load and the lower layer 35 is an empty tray fixture return layer. The elevator 33 is arranged outside the laser safety room 10 and is configured lift the  tray in a vertical direction between the upper layer 34, the lower layer 35. In this way, the upper layer 34, the lower layer 35 and the elevator 33 together form a complete loop to realize the recycling return of the tray.

[0053] Figs. 9-11 illustrates different views of the laser cleaning station 12 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown, the laser cleaning station 12 includes a lifting apparatus 124, an upper pressing apparatus 121 and an servo motion apparatus 123. When the tray fixture 128 carrying the workpiece is jacked up to the working position, the upper pressing apparatus 121 contacts the surface of the workpiece to achieve positioning and fixing. The laser cleaning head 120 is fixed on the Z axis of the servo motion apparatus 123.

[0054] As shown in Fig. 9, the lifting apparatus 124 is configured to actuate the workpiece along a vertical direction. The lifting apparatus 124 may include an electric cylinder 125 and a jacking component 126. As shown, the lifting apparatus 124 may be located under the laser cleaning station 12 in the laser safety room 10 and plays a role in lifting the tray fixture 128 to the cleaning working position.

[0055] As shown in Fig. 10, the upper pressing apparatus 121 is configured to clamp and press the workpiece in the laser cleaning station 12. As illustrated, the upper pressing apparatus 121 is fixed on a frame of the conveyor line on both sides of the laser cleaning station 12, and is used for the clamping and fixing function of the workpiece within the laser cleaning station 12.

[0056] As shown in Fig. 11, the laser cleaning head 120 is coupled to the servo motion apparatus 123 and the servo motion apparatus 123 is configured to actuate the laser cleaning head 120 to a desired position. As shown, the servo motion apparatus 123 is located on a beam 127 above the laser cleaning station 12 within the laser safety room 10. The servo motion apparatus 123 may be designed to drive the laser cleaning head 120 fixed on the Z axis to run to the designated cleaning area above the workpiece.

[0057] Fig. 12 illustrates a top view of the tray fixture 128 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. The tray fixture 128 is mainly used for the support and positioning of the workpiece. The tray fixture 128 may be provided with a wear-resistant lining at the bottom which contacts with the conveyor line roller and realizes the horizontal movement of the workpiece through the conveyor line system. In some example  embodiments, there are several top lift positions on the tray fixture 128 for the lifting device to lift the workpiece.

[0058] In some example embodiments, the paint removing system 1 may include a PLC controller 70 to control the servo motion apparatus 123 to drive the laser cleaning head 120 to desired position to realize the graphical cleaning of the workpiece in different areas. The PLC controller 70 may be provided with a touch screen used for human machine interaction. The paint removing system 1 may also include a visual apparatus to allow the user to realize accurate positioning of cleaning position and quality detection after washing through the visual apparatus.

[0059] With reference back to Fig. 1, the paint removing system 1 may also include a compressed gas subsystem 50 which is mainly composed of a gas storage tank 51, a cold and dry machine 52 and gas pipes. The compressed gas subsystem 50 is used for automatic operation of the lifting of the material door 19, the lifting of the elevator 33, line body running blocking action control, and laser operation blowing protection, etc.

[0060] Fig. 13 illustrates a perspective view of the visual subsystem 60 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown, the visual subsystem 60 includes a camera 61, an auxiliary light source 62, an industrial computer. The camera 61 and the auxiliary light source 62 may be integrated in the laser cleaning head 120. A reflector may be installed on the tray fixture 128. Through the visual software operation on the industrial computer, the visual positioning before cleaning operation and the visual quality detection function after cleaning can be realized.

[0061] The working process of continuous and automatic operation of the laser cleaning station will be described below. As an example, there are three laser cleaning stations 12 within the laser safety room 10.

[0062] First, the feeding robot scans the code and place the workpiece on the tray fixture 128. After the elevator 33 detects the workpiece, the claw hands of the robot release, and allows the workpiece to falls, and the robot returns to the original position.

[0063] Then, after the robot leaves a certain position of the feeding tray, the robot sends the departure signal to the PLC controller 70 of the laser cleaning station 12, the material door 19 of the laser safety room 10 opens at the same time, and the conveying line sends the workpiece to the first laser cleaning station 12 in the laser safety room 10.

[0064] Afterwards, when the tray fixture 128 with the tool moves to the laser cleaning station 12 with the conveying line, the conveying line in the laser safety room 10 moves the tray clamp on the third laser cleaning station 12 to the feeding elevator, and moves the tray clamp on the second laser cleaning station 12 to the third laser cleaning station 12.

[0065] After the position detection sensors of the three laser cleaning stations 12 detect that the tray fixtures 128 are in place, the three sets of lifting apparatus 124 simultaneously lift the corresponding tray fixtures 128 to the working position. In this process, the upper inlet and outlet door of the laser safety room 10 is closed.

[0066] Then, the servo motion apparatus 123 in the laser cleaning station 12 drives the laser cleaning head 120 to the position of the cleaning area on the workpiece surface, a distance sensor may be provided to measure the distance between the laser cleaning head 120 and the workpiece. The camera 61 of the visual subsystem 60 takes pictures of the cleaning area, and automatically compensates the laser light position if the workpiece is offset. After that, three servo motion apparatuses 123 drives the laser cleaning head 120 to the designated zone for cleaning. During the cleaning process, an air knife provided under the laser cleaning head 120 begins to work to form an air curtain to avoid the dust escaping and polluting the lens of the camera 61. Besides, a dust extraction port integrated in the laser cleaning head 120 may be used to collect and handle the generated dust in real time. After the cleaning operation is completed, the camera 61 takes pictures of the cleaning area for inspection. The visual positioning and visual detection results are displayed in real time on a display screen of the industrial computer.

[0067] Afterwards, during the time of laser cleaning in the laser safety room 10, after the cutting robot grabs the workpiece on the lifting apparatus, the lifting and conveying of the discharging layer and the feeding layer drop at the same time, and the lower layer of the laser safety room 10 is opened during the dropping process. After the discharge elevator 33 is lowered into place, the return line at the lower layer of the conveying line body is started, and the tray fixture 128 at the lower layer of the first laser cleaning station 12 is transported to the feed layer, and the tray fixture 128 at the lower layer of the second laser cleaning station 12 is transported to the laser safety room 10. After that, the conveying is completed and the department under the laser safety room 10 is closed. The feed layer is raised to the working position, waiting for the feeding robot to load the material.

[0068] Through the above steps, the continuous automatic operation of the laser cleaning  station 12 can be realized.

[0069] Compared to the existing teaching approaches, the example embodiments of the present disclosure integrates the conveying system, servo system, laser, vision and other systems, and realizes a high degree of automation of the whole process of feeding, positioning, laser cleaning, detection and unloading. The whole paint removing system 1 is easy to operate, without professional personnel, can effectively improve the production efficiency and product quality, to achieve a real sense of flexible production process.

[0070] On the one hand, through the design of automation equipment, the production efficiency can be increased. On the other hand, by adopting laser cleaning and paint removing technology, the precise control of the thickness and edge size of the laser precise paint layer in the area to be grounded can also be realized.

[0071] Although the subject matter has been described in language specific to structural features and / or methodological acts, it is to be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are disclosed as example forms of implementing the claims.

Claims

1.A paint removing system (1) of removing paint from a workpiece, comprising:at least one laser cleaning station (12) , each comprising:a laser cleaning head (120) coupled to a laser generator (122) and configured to apply laser so as to remove the paint at predetermined position by laser to generate a desired pattern on the workpiece.2.The paint removing system (1) of claim 1, wherein the laser cleaning head (120) is further provided a chiller (129) configured to provide a desired temperature to the laser cleaning head (120) .3.The paint removing system (1) of claim 1, further comprising:at least one dust removing unit (20) , each comprising:a dust purifier (22) ;a dust extraction assembly (24) connected to the dust purifier (22) , wherein the dust purifier (22) is configured to collect dust generated by the laser cleaning through the dust extraction assembly (24) .4.The paint removing system (1) of claim 1, wherein each laser cleaning station (12) comprising:a lifting apparatus (124) configured to actuate the workpiece along a vertical direction.5.The paint removing system (1) of claim 1, wherein each laser cleaning station (12) comprising:an upper pressing apparatus (121) configured to clamp and press the workpiece in the laser cleaning station (12) .6.The paint removing system (1) of claim 1, wherein the laser cleaning head (120) is coupled to a servo motion apparatus (123) and the servo motion apparatus (123) is configured to actuate the laser cleaning head (120) to a desired position.7.The paint removing system (1) of claim 6, further comprising a PLC controller (70)  configured to control the servo motion apparatus (123) to drive the laser cleaning head (120) to predetermined positions.8.The paint removing system (1) of claim 1, further comprising at least two elevators (33) provided at both sides of the at least one laser cleaning station (12) configured to realize the horizontal movement, reflux, and vertical lifting action of the workpiece.9.The paint removing system (1) of claim 1, further comprising a tray fixture (128) configured to support and position the workpiece.10.The paint removing system (1) of any of claims 1-9, further comprising a compressed gas subsystem (50) configured to provide gas for the pain removing system (1) , wherein the gas subsystem (50) comprises a gas storage tank (51) , a cold and dry machine (52) and gas pipes.11.The paint removing system (1) of any of claims 1-9, further comprising a visual subsystem (60) configured to visually position the workpiece, wherein the visual subsystem (60) comprises a camera (61) and an auxiliary light source (62) .12.A method of removing paint from a workpiece, comprising:applying paint onto a surface of the workpiece; andremoving the paint at predetermined position by laser to generate a desired pattern on the workpiece.

Images