CN103212554A - 一种铜模自动清洗装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铜模自动清洗装置及方法，包括机架及设置在机架上的清洗机械手，其中，所述清洗机械手一体设置有用于吹干铜模上表面的上吹风装置、用于清洗铜模的清洗模块及用于烘干铜模的烘干装置，所述清洗机械手还包括X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件，所述X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件分别驱动控制清洗机械手在X轴、Y轴及Z轴方向的位移。本发明可对具有复杂曲面的铜模进行全方位的清洗，且干燥效率和清洗效率高，实现了对清洗液的循环使用，减少了对环境的污染，降低了成本。

Description

一种铜模自动清洗装置及方法

技术领域

本发明涉及铜模清洗领域，尤其涉及一种铜模自动清洗装置及方法。

背景技术

在喷漆工艺中，例如在对玩具进行喷漆时，最常见的方法是借助于铜模遮盖对玩具进行局部喷漆。铜模经过一定次数的遮盖喷漆后，铜模表面会被残余油漆覆盖，影响正常喷漆，需要清洗才能继续使用，而铜模清洗后的效果直接影响着后续喷漆的质量，因而实现玩具局部喷漆的自动化生产及高速高效的铜模自动化清洗至关重要。

现有铜模清洗设备主要有两种。第一种是往复式清洗设备，主要包括X轴往复式机械臂、Y轴传动部件、喷清洗液装置、喷清水装置及吹干装置等。工作时，首先利用喷清洗液装置对铜模上表面喷洒清洗液，然后气缸驱动毛刷沿铜模X轴方向往复清洗，电机通过丝杆传动控制毛刷Y轴方向进给运动，实现铜模上表面的全覆盖式清洗，接着喷水冲洗铜模，最后利用吹干装置将其吹干。第二种是具有四自由度的机械手清洗设备，其结构主要包括具有三自由度的平移机构、毛刷旋转装置、喷清洗液装置、清水冲洗装置、上吹风装置及下吹风装置。工作时，首先喷清洗液装置对铜模上表面喷洒清洗液，然后驱动三个电机并通过丝杆传动来分别控制毛刷在X、Y、Z轴方向的进给，同时驱动第四个电机使毛刷旋转，利用毛刷在铜模上表面的平移和旋转运动来实现对铜模的清洗，接着清水冲洗装置对铜模表面进行清水冲洗，最后气缸驱动吹风设备对铜模上下表面进行吹干。

第一种清洗设备主要存在以下缺点：1、毛刷只能沿X、Y轴方向平行移动，清洗铜模上表面时存在死角；2、此设备只能清洗较为平整的表面，对复杂曲面的铜模适用性差；3、利用气缸驱动毛刷往复运动，对铜模上表面损害大且清洗效率低。

第二种清洗设备则主要存在以下缺点：1、此设备只能清洗较为平整的表面，在复杂曲面的铜模清洗存在清洗强度不够、清洗的不干净及适应性不强等问题；2、吹风时间长，铜模清洗后易残余水渍，干燥效率低；3、清洗液无法循环利用，对环境污染严重。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铜模自动清洗装置，旨在解决现有铜模清洗装置清洗效率低、对复杂曲面的铜模进行清洗效果差、吹风时间长、干燥效率低及对环境污染重等问题。

本发明的技术方案如下：

一种铜模自动清洗装置，包括机架及设置在机架上的清洗机械手，其中，所述清洗机械手一体设置有用于吹干铜模上表面的上吹风装置、用于清洗铜模的清洗模块及用于烘干铜模的烘干装置，所述清洗机械手还包括X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件，所述X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件分别驱动控制清洗机械手在X轴、Y轴及Z轴方向的位移。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述清洗模块包括一毛刷及与毛刷连接的用于对毛刷震动控制的毛刷震动装置，所述毛刷震动装置包括交流电机、联轴器、旋转轴、偏心轴、轴承、配重块及转筒，所述旋转轴通过轴承设置在转筒内，所述交流电机通过联轴器与旋转轴连接，所述偏心轴一侧与毛刷连接，所述偏心轴另一侧通过配重块连接在旋转轴上。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述铜模自动清洗装置还包括一下吹风装置，所述下吹风装置包括下吹风机架、气缸、吹风进气管、浮动接头、鸭嘴、滑杆及滑杆弹簧，所述气缸通过浮动接头与吹风进气管连接，所述吹风进气管设置在滑杆上，所述滑杆弹簧连接在滑杆与下吹风机架之间，所述鸭嘴设置在吹风进气管上。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述铜模自动清洗装置还包括一用于清洗液循环利用的清洗液循环过滤装置，所述清洗液循环过滤装置与漏斗装置连接，所述漏斗装置与一用于收集清洗液的防水罩板连接。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述清洗液循环过滤装置包括一入口接头，所述入口接头下方连接若干滤网，所述滤网下方设置有沉淀过滤层，所述沉淀过滤层上方设置有一潜水泵，所述入口接头与漏斗装置连接。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述铜模自动清洗装置包括一用于将铜模运送至清洗工位的铜模转盘，所述铜模转盘设置有一用于固定铜模的铜模固定板。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述铜模自动清洗装置包括一合模装置，所述合模装置包括气缸、导杆、直线轴承、硅胶垫，所述导杆与气缸适配设置，所述直线轴承设置在气缸上方，所述硅胶垫设置在直线轴承上方，所述硅胶垫用于与铜模进行合模固定。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述合模装置还包括用于缓冲吸震的弹簧缓冲装置。

所述的铜模自动清洗装置，其中，所述铜模自动清洗装置还包括一用于清洗毛刷的毛刷清洗池。

一种应用所述的铜模自动清洗装置的清洗方法，其中，包括以下步骤：

S01、清洗模块对铜模进行清洗：X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件对清洗模块进行X轴、Y轴及Z轴方向的控制，实现对铜模的全方位清洗，并且，该清洗模块通过毛刷震动来对铜模进行清洗；

S02、上吹风装置对铜模上表面进行吹风：在清洗完成后，硅胶垫与铜模的合模状态被解除，在硅胶垫下降到预定高度后，上吹风装置开始对铜模上表面进行吹干；

S03、在吹干程序完成后，烘干装置对铜模进一步地进行烘干。

有益效果：本发明铜模自动清洗装置及方法，由于具有X轴、Y轴及Z轴的传动部件，因而可实现对复杂曲面的铜模进行全方位的清洗，另外还在清洗机械手上一体设置了清洗模块、吹风装置及烘干装置，大大提高了清洗效率和清洗质量，减少了吹干时间，毛刷震动的清洗方式也减少了对铜模表面的损害，且提高了清洗强度，可对具有复杂曲面的铜模进行彻底的清洗，尤其是毛刷震动装置采用了偏心轮来实现毛刷的震动，简化了装置的结构，提高了工作效率，此外本发明还增设了一清洗液循环过滤装置，通过对清洗液进行过滤循环利用，减少了清洗液对环境的污染，还有效降低了成本。

附图说明

图1为本发明铜模自动清洗装置的结构示意图。

图2为本发明铜模自动清洗装置中的驱动转盘、下吹风装置及合模装置的配合结构示意图。

图3为本发明铜模自动清洗装置中的清洗机械手的结构示意图。

图4为本发明铜模自动清洗装置中的下吹风装置的结构示意图。

图5为本发明铜模自动清洗装置中的毛刷震动装置的剖面结构示意图。

图6为本发明铜模自动清洗装置中的清洗液循环过滤装置的剖面结构示意图。

图7为本发明铜模自动清洗方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供铜模自动清洗装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请结合图1、图2及图3所示，本发明铜模自动清洗装置包括机架100、铜模转盘200、合模装置300、上吹风装置560、下吹风装置400、清洗机械手500、毛刷清洗池600、清洗液循环过滤装置700，本发明铜模自动清洗装置通过一控制系统来对进行控制，其为本领域技术人员所熟知，故不再赘述。如图3所示，本发明的清洗机械手具有X轴传动部件510、Y轴传动部件520及Z轴传动部件530，从而可实现清洗机械手X、Y、Z方向的移动，达到对具有复杂曲面的铜模的清洗的目的，另外本发明清洗机械手由于在清洗机械手500上一体设置了上吹风装置560、清洗模块540、烘干装置550，从而可有效提高铜模干燥速度、减少吹风时间，大大提高了本发明铜模自动清洗装置的工作效率。

具体来说，如图1所示，本发明中的铜模固定在铜模转盘200的铜模固定板210上，该铜模转盘200用于将铜模运送至清洗工位，所述铜模固定板210用于固定铜模。如图2所示，所述合模装置300包括气缸320、导杆330、直线轴承340、硅胶垫350，所述导杆330与气缸320适配设置，所述直线轴承340设置在气缸320上方，所述硅胶垫350设置在直线轴承340上方，所述硅胶垫350用于与铜模进行合模固定。在玩具经过铜模遮盖喷漆后，铜模转盘200带动铜模至清洗工位，当铜模到达合模装置300上方后，气缸320开始工作，并驱动硅胶垫350向上运动，通过导杆330与固定在底板上的直线轴承340的导向作用，从而实现硅胶垫350与铜模的准确合模，以为下一步清洗工作做好准备，所述导杆330一般为4根。所述的合模装置300还包括弹簧缓冲装置310，所述弹簧缓冲装置连接在气缸320下方，所述弹簧缓冲装置310起到缓冲吸震的作用，防止运动过程中的冲击力造成铜模的变形及对后续的喷漆工作的影响。

所述清洗机械手包括X轴传动部件510、Y轴传动部件520、Z轴传动部件530，这三个传动部件都包括电机及丝杆，即X轴传动部件510包括X轴电机及X轴丝杆，Y轴传动部,520包括Y轴电机及Y轴丝杆，Z轴传动部件530包括Z轴电机及Z轴丝杆，各电机带动丝杆进行各方向的运动，并推动清洗机械手在X、Y、Z轴三个自由度进行运动，例如X轴电机可由控制系统启动工作，X轴电机通过同步带带动丝杆旋转传动，并实现清洗机械手X轴方向的运动调整，同理Y轴传动部件与Z轴传动部件分别实现对清洗机械手Y轴方向与Z轴方向的运动控制，如此便可对清洗机械手X、Y、Z三个方向的运动控制，从而实现可对复杂曲面的铜模进行全方位的清洗，且清洗过程不存在死角。

如图3所示，所述清洗机械手500包括一用于对铜模进行清洗的清洗模块540，该清洗模块540也是本发明铜模自动清洗装置的主要清洗工具，该清洗模块540设有一用于对铜模进行刷洗的毛刷590及毛刷震动装置，在硅胶垫350与铜模合模后，清洗模块540通过X轴传动部件510、Y轴传动部件520及Z轴传动部件530对准铜模，并在铜模上均匀喷洒清洗液，同时毛刷震动装置带动毛刷590进行震动刷洗，从而达到高效的清洗铜模表面的目的。如图3所示，所述毛刷590通过一毛刷接口580连接在一弹性聚氨酯块570上，所述弹性聚氨酯块570连接在清洗模块540上，所述弹性聚氨酯块570还与一用于防水的防水罩591连接。

所述清洗机械手的毛刷590通过毛刷震动装置来对其进行震动控制，结合图3和图5所示，所述毛刷震动装置包括交流电机、联轴器、旋转轴630、偏心轴610、轴承640、配重块620、转筒650，所述旋转轴630通过轴承640设置在转筒650内，所述交流电机通过联轴器与旋转轴630相连，所述偏心轴610一侧连接毛刷590，所述偏心轴610另一侧通过配重块620连接在旋转轴610上，所述毛刷590通过弹性聚氨酯块570固定在清洗机械手上，交流电机启动旋转时，所述交流电机通过联轴器、旋转轴630及偏心轴610带动毛刷590开始震动工作。采用毛刷震动装置来对毛刷进行震动控制，由于毛刷590可不断的进行震动清洗，从而有效提高了清洗强度和清洗效率，减少了清洗时间，本发明中的毛刷震动装置采用偏心轴的传动方式，大大简化了毛刷震动装置的结构，还有效提高了工作效率。

所述清洗机械手500除了具有清洗功能外，还具有吹风及烘干功能。具体来说，如图3所示，所述清洗机械手500下方除设置了一清洗模块540外，还一体设置有一上吹风装置560及烘干装置550，在清洗完成后，控制系统驱动气缸320开始工作，并推动硅胶垫350向下运动，解除了硅胶垫350与铜模的合模状态，在硅胶垫350下降到一定高度后，此时上吹风装置560开始进行工作，对清洗完成后的铜模的上表面进行吹干。在铜模被吹干后，烘干装置550便对铜模进一步的烘干，以提高干燥效率，使铜模表面完全没有水渍，此外还可减少吹风时间，提高清洗效率。

如图4所示，本发明铜模自动清洗装置还设置有一下吹风装置400，所述下吹风装置400包括下吹风机架420、气缸410、吹风进气管460、浮动接头430、鸭嘴470、滑杆440及滑杆弹簧450，所述气缸410通过浮动接头430与吹风进气管470连接，所述吹风进气管470滑动设置在滑杆440上，滑杆弹簧450连接在滑杆440与下吹风机架420之间，所述鸭嘴470设置在吹风进气管460上。工作时，高压空气从吹风进气管460进入，通过鸭嘴470喷出，使鸭嘴470对铜模下表面进行吹干，同时，气缸410驱动吹风进气管460在滑杆440上进行往复运动，使喷嘴470对铜模下表面吹干的更加均匀。

如图6所示，本发明中的清洗液循环过滤装置700是通过多级过滤来实现对清洗液进行过滤的，即通过滤网720、沉淀过滤层730及渗滤过滤层740三种过滤层来过滤清洗液。具体来说，所述清洗液循环过滤装置700包括入口接头710，入口接头710下方连接若干层滤网720，滤网720下方设置有沉淀过滤层730，所述沉淀过滤层730左侧设置有渗透过滤层740，所述渗透过滤层740上方为潜水泵750，所述入口接头710与漏斗装置120相连，所述潜水泵750与毛刷震动装置的接口连接。另外，所述滤网720及沉淀过滤层730所形成的空间通过一隔板770与渗透过滤层740及潜水泵750所形成的空间隔开，所述隔板770上设置有一层压玻璃纤维760，该层压玻璃纤维760可较好的让经过滤网720及沉淀过滤层730过滤后的清洗液通过，且能阻止杂质及大分子物质通过，从而有效提高过滤效果。工作时，如图2所示，清洗铜模后的清洗液通过防水罩板110来进行收集，然后经漏斗装置120中流入道入口接头710，漏斗装置710一般设置有两个，含有杂质的清洗液从入口接头710流入到滤网720上，并通过滤网720将大块的未溶解油漆从清洗液中分离出来，以防止油漆二次溶解，保证清洗液的溶解能力，清洗液通过滤网720的过滤后，再依次通过沉淀过滤层730的沉淀及渗透过滤层740的渗透后，到达潜水泵750，达到循环使用的目的。本发明中的滤网720采用易拆卸的方式进行设置，在清洗液循环过滤装置700经过一段时间的使用后，只需旋开入口接头710，即可将滤网720等过滤装置取出进行清洗或更换，操作使用及维护都非常的方便，并且降低了清洗成本，减少了对环境的污染，具有很强的实用性。本发明铜模自动清洗装置还包括了一用于清洗毛刷的毛刷清洗池600。

本发明还提供了一种铜模清洗方法，如图7所示，其主要包括以下步骤：

S01、清洗模块540对铜模进行清洗，此过程中， X轴传动部件510、Y轴传动部件520及Z轴传动部件530会对清洗模块540进行X轴、Y轴及Z轴方向的控制，从而对铜模进行全方位的清洗，以达到对具有复杂曲面的铜模也可清洗干净的目的，该清洗模块540是通过毛刷震动来对铜模进行清洗，前面已有描述，故不再赘述；

S02、上吹风装置560对铜模上表面进行吹风，在清洗完成后，硅胶垫350与铜模的合模状态被解除，在硅胶垫350下降到预定高度后，上吹风装置560开始对铜模上表面进行吹干；

S03、烘干装置550对铜模进行烘干，在吹干程序完成后，烘干装置550便对铜模进行进一步地烘干，此过程大大提高了干燥效率，铜模表面的水渍也被吹干，并可有效减少吹风时间，提高工作效率。

本发明铜模自动清洗装置及清洗方法，由于具有X轴、Y轴及Z轴的传动部件，因而可实现对复杂曲面的铜模进行全方位的清洗，另外还在清洗机械手上一体设置了清洗模块、吹风装置及烘干装置，大大提高了清洗效率和清洗质量，减少了吹干时间，毛刷震动的清洗方式也减少了对铜模表面的损害，并提高清洗强度，尤其是毛刷震动装置采用了偏心轮来实现毛刷的震动，简化了装置的结构，提高了工作效率，此外本发明还增设了一清洗液循环过滤装置，通过对清洗液进行过滤循环利用，减少了清洗液对环境的污染，还有效降低了成本。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种铜模自动清洗装置，包括机架及设置在机架上的清洗机械手，其特征在于，所述清洗机械手一体设置有用于吹干铜模上表面的上吹风装置、用于清洗铜模的清洗模块及用于烘干铜模的烘干装置，所述清洗机械手还包括X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件，所述X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件分别驱动控制清洗机械手在X轴、Y轴及Z轴方向的位移。

2.根据权利要求1所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述清洗模块包括一毛刷及与毛刷连接的用于对毛刷震动控制的毛刷震动装置，所述毛刷震动装置包括交流电机、联轴器、旋转轴、偏心轴、轴承、配重块及转筒，所述旋转轴通过轴承设置在转筒内，所述交流电机通过联轴器与旋转轴连接，所述偏心轴一侧与毛刷连接，所述偏心轴另一侧通过配重块连接在旋转轴上。

3.根据权利要求1所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述铜模自动清洗装置还包括一下吹风装置，所述下吹风装置包括下吹风机架、气缸、吹风进气管、浮动接头、鸭嘴、滑杆及滑杆弹簧，所述气缸通过浮动接头与吹风进气管连接，所述吹风进气管设置在滑杆上，所述滑杆弹簧连接在滑杆与下吹风机架之间，所述鸭嘴设置在吹风进气管上。

4.根据权利要求1所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述铜模自动清洗装置还包括一用于清洗液循环利用的清洗液循环过滤装置，所述清洗液循环过滤装置与漏斗装置连接，所述漏斗装置与一用于收集清洗液的防水罩板连接。

5.根据权利要求4所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述清洗液循环过滤装置包括一入口接头，所述入口接头下方连接若干滤网，所述滤网下方设置有沉淀过滤层，所述沉淀过滤层上方设置有一潜水泵，所述入口接头与漏斗装置连接。

6.根据权利要求1所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述铜模自动清洗装置包括一用于将铜模运送至清洗工位的铜模转盘，所述铜模转盘设置有一用于固定铜模的铜模固定板。

7.根据权利要求1所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述铜模自动清洗装置包括一合模装置，所述合模装置包括气缸、导杆、直线轴承、硅胶垫，所述导杆与气缸适配设置，所述直线轴承设置在气缸上方，所述硅胶垫设置在直线轴承上方，所述硅胶垫用于与铜模进行合模固定。

8.根据权利要求7所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述合模装置还包括用于缓冲吸震的弹簧缓冲装置。

9.根据权利要求1所述的铜模自动清洗装置，其特征在于，所述铜模自动清洗装置还包括一用于清洗毛刷的毛刷清洗池。

10.一种应用权利要求1所述的铜模自动清洗装置的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、清洗模块对铜模进行清洗：X轴传动部件、Y轴传动部件及Z轴传动部件对清洗模块进行X轴、Y轴及Z轴方向的控制，实现对铜模的全方位清洗，并且，该清洗模块通过毛刷震动来对铜模进行清洗；

S02、上吹风装置对铜模上表面进行吹风：在清洗完成后，硅胶垫与铜模的合模状态被解除，在硅胶垫下降到预定高度后，上吹风装置开始对铜模上表面进行吹干；

S03、在吹干程序完成后，烘干装置对铜模进行进一步地烘干。

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