CN106217117B - 一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，包括搬送装置、翻转装置、旋转装置、喷淋装置和排屑装置，搬送装置用于水平搬运托盘，翻转装置用于将托盘向后翻转90°，旋转装置用于带动翻转后的托盘旋转，喷淋装置用于引入并喷洒高压水对旋转的工件进行清洗，排屑装置设置在喷淋装置的下方，排屑装置用于收集清洗工件产生的废水和废屑；该工件在线清洗站结构紧凑、可靠、自动化程度高，可实现对工件的高度自动化在线清洗，实现无人值守作业，并且对工件的清洗比较彻底，可以兼顾工件的内腔和外表面，该在线清洗站通用性强，适用于各种类型的工件清洗，同时，便于清洗过程中产生的废水和废屑处理集成到卧式加工中心柔性线的系统中。

Description

一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站

技术领域

本发明涉及一种工件清洗装置，具体是一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站。

背景技术

随着智能工厂的推进，FMS日益得到关注。FMS，即柔性制造系统，是一组数控机床和其他自动化设备的结合体，兼具加工、物流和信息流三个子系统构成。卧式加工中心柔性线是一种典型的柔性制造系统，工件加工过程中需要清洗去除表面的加工液和废屑等杂物，但现有的卧式加工中心柔性线通常不设单独的清洗装置，一般有两种清洗方式：一、人工在装卸站上对工件清洗清洗，需要人的介入，无法实现无人值守作业；二、通过一个单独的简易清洗装置，采用工件不动、清洗喷嘴进行旋转清洗的方式，只能清洗掉工件外部的废屑，难以对工件内腔进行清洗。可见，现有的清洗方式均存在一定的不足，且自动化程度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、可靠、自动化程度高、可彻底清洗工件的卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，包括搬送装置、翻转装置、旋转装置、喷淋装置和排屑装置，所述的搬送装置包括底座及安装在底座上的滑座、滑动体、第一驱动机构和链条传动机构，所述的滑座滑动连接在所述的底座上，所述的第一驱动机构的输出端与所述的滑座相连，所述的滑动体滑动连接在所述的滑座上，所述的链条传动机构包括链条和两个链轮，所述的两个链轮前后安装在所述的滑座上，所述的链条绕设在所述的两个链轮上，所述的链条的一端固定在所述的底座上，所述的链条的另一端固定在所述的滑动体上，所述的滑动体上固定有钩臂，所述的钩臂用于连接安放有工件的托盘，所述的底座的前侧设置有两个并行的支架，两个所述的支架上分别安装有多个滚轮，所述的多个滚轮用于支承所述的托盘，所述的搬送装置用于水平搬运所述的托盘，所述的翻转装置用于将所述的托盘向后翻转90°，所述的旋转装置用于带动翻转后的托盘旋转，所述的喷淋装置用于引入并喷洒高压水对旋转的工件进行清洗，所述的排屑装置设置在所述的喷淋装置的下方，所述的排屑装置用于收集清洗工件产生的废水和废屑。

本发明卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站的工作过程为：卧式加工中心柔性线上的运输小车将安放有工件的托盘运送至两个支架上后，托盘由两个支架上的多个滚轮支撑，然后搬送装置将托盘连同工件一起水平搬运至翻转位，之后翻转装置将托盘连同工件一起向后翻转90°至清洗位，此后旋转装置再带动托盘和工件旋转，即可通过喷淋装置对工件进行包括内腔在内的全方位自动在线清洗，清洗产生的废水和废屑流入排屑装置，经分离后废水可进入中央水处理系统循环使用，而废屑进入中央排屑系统集中处理；清洗后的工件的退出过程与上述清洗过程相反。本发明卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站可实现对工件的高度自动化在线清洗，实现无人值守作业，并且对工件的清洗比较彻底，可以兼顾工件的内腔和外表面，该在线清洗站通用性强，适用于各种类型的工件清洗，同时，便于清洗过程中产生的废水和废屑处理集成到卧式加工中心柔性线的系统中。

作为优选，所述的第一驱动机构包括第一油缸，其中一个所述的支架的外侧安装有底板，所述的底板上安装有线性导轨和所述的第一油缸，所述的滑座安装在所述的线性导轨的滑块上，所述的第一油缸的活塞杆与所述的滑座通过调节螺母锁紧连接，所述的托盘的侧壁上设置有与所述的钩臂的前端相适配的卡槽，所述的多个滚轮包括水平安装的成排的第一滚轮和竖直安装的成排的第二滚轮，卧式加工中心柔性线上的运输小车将安放有工件的托盘运送至两个所述的支架上后，托盘的底面与两排所述的第一滚轮的轮面接触，托盘的两侧面分别与一排所述的第二滚轮的轮面接触，所述的底座上安装有机械挡块，所述的机械挡块设置在两个所述的支架的后侧，装配时，通过调节所述的调节螺母确定托盘平移的前极限位置，通过机械挡块确定托盘平移的后极限位置。工作时，第一油缸驱动滑座沿线性导轨滑动S距离的同时，链条带动滑动体相对于滑座同样行走S距离，而滑动体相对于底座行走2S距离，实现了托盘及工件行程的倍增，为工件提供了较大的运动行程。此外，多个滚轮的设计，可保证搬送装置水平搬运托盘过程中，托盘与多个滚轮之间为纯滚动摩擦，使托盘的移动稳定、可靠，保证精度；通过调节调节螺母确定托盘平移的前极限位置，通过机械挡块确定托盘平移的后极限位置，可确保托盘运动行程的精度。

作为优选，所述的翻转装置包括顶板、转盘、若干个第二油缸、底盘和若干个第三油缸，所述的顶板、转盘和底盘自上而下依次设置，所述的搬送装置可将所述的托盘搬运至所述的顶板的上方，所述的顶板的上端设置有用于顶压托盘的顶压部，所述的若干个第二油缸的缸体固定在所述的顶板上，所述的若干个第二油缸的活塞杆自上而下穿过所述的顶板和转盘并自转盘的底端伸出，所述的若干个第二油缸的活塞杆的底端分别通过圆螺母锁紧在所述的转盘上，所述的若干个第二油缸可推动顶板将托盘顶起，所述的底座上设置有固定座，所述的固定座上开设有与所述的托盘相适配的凹槽，若干个第二油缸推动顶板将托盘顶起时，所述的托盘卡入所述的凹槽内，所述的凹槽用于实现对顶起的托盘的前后定位，所述的底座上固定有第一连接板，所述的底盘的底部固定有第二连接板，所述的第一连接板和所述的第二连接板上穿设有一根转轴，所述的若干个第三油缸的缸体的底端与所述的底座分别通过第一销轴铰接，所述的若干第三油缸的活塞杆与所述的底盘的底端的后侧分别通过第二销轴铰接，所述的底座上固定有用于支撑所述的底盘的支撑座，所述的转盘固定在所述的底盘上，所述的底盘与所述的旋转装置的输出端相连，所述的旋转装置可带动所述的底盘转动。工件进入翻转位后，若干个第二油缸推动顶板将托盘顶起，使托盘卡入凹槽内，实现对顶起的托盘的前后方向的定位，而同时多个滚轮可实现对托盘的左右方向的定位，且顶板可实现对托盘的上下方向的定位，通过前后、左右、上下三个方向的同时定位，托盘及工件在翻转位得到牢固、可靠定位，使工件的后续翻转及旋转过程安全、可靠，确保工件在线清洗过程的顺利进行。托盘及工件在翻转位定位后，第三油缸即推动托盘连同工件一起绕转轴翻转90°至清洗位。

作为优选，所述的旋转装置包括伺服电机、减速器、小齿轮、大齿轮和中间轴，所述的小齿轮经所述的减速器与所述的伺服电机的输出端相连，所述的大齿轮与所述的小齿轮相啮合，所述的大齿轮通过涨紧套固定在所述的中间轴的底端，所述的中间轴的顶端穿过所述的底盘固定在所述的转盘的底端，所述的中间轴上套设有背靠背的双列圆锥滚子轴承，所述的双列圆锥滚子轴承的内圈固定在所述的中间轴上，所述的双列圆锥滚子轴承的外圈固定在所述的底盘上。旋转装置工作时，伺服电机通过减速器带动小齿轮转动，小齿轮将动力传递给大齿轮和中间轴，最终带动工件旋转。

作为优选，所述的喷淋装置包括多个喷嘴，所述的底座的后侧设置连接有一前侧开口的清洗房，所述的多个喷嘴上下成排设置在所述的清洗房的内侧侧壁上，所述的排屑装置安装在所述的清洗房的底部，当所述的托盘翻转90°，工件即经所述的清洗房前侧的开口翻转转入所述的清洗房内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站结构紧凑、可靠、自动化程度高，可实现对工件的高度自动化在线清洗，实现无人值守作业，并且对工件的清洗比较彻底，可以兼顾工件的内腔和外表面，该在线清洗站通用性强，适用于各种类型的工件清洗，同时，便于清洗过程中产生的废水和废屑处理集成到卧式加工中心柔性线的系统中。

附图说明

图1为实施例中卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站的外观图（此时工件进入清洗站）；

图2为图1中A处放大图；

图3为对应于图1的俯视图；

图4为图3中B处放大图；

图5为对应于图4的搬送装置的俯视图；

图6为带局部剖切的对应于图1的正视图；

图7为图6中C处放大图；

图8为图6中D处放大图；

图9为带局部剖切的对应于图1的左视图；

图10为工件处于翻转位时的状态图；

图11为工件进入清洗位后的状态图；

图12为对应于图11的放大后的结构纵剖图；

图13为图12中E处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1的卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，如图所示，包括搬送装置、翻转装置、旋转装置、喷淋装置和排屑装置6，搬送装置包括底座11及安装在底座11上的滑座12、滑动体13、第一驱动机构和链条传动机构，滑座12滑动连接在底座11上，第一驱动机构的输出端与滑座12相连，滑动体13滑动连接在滑座12上，链条传动机构包括链条15和两个链轮16，两个链轮16前后安装在滑座12上，链条15绕设在两个链轮16上，链条15的一端固定在底座11上，链条15的另一端固定在滑动体13上，滑动体13上固定有钩臂131，钩臂131用于连接安放有工件8的托盘7，底座11的前侧设置有两个并行的支架111，两个支架111上分别安装有多个滚轮，多个滚轮用于支承托盘7，搬送装置用于水平搬运托盘7，翻转装置用于将托盘7向后翻转90°，旋转装置用于带动翻转后的托盘7旋转，喷淋装置用于引入并喷洒高压水对旋转的工件8进行清洗，排屑装置6设置在喷淋装置的下方，排屑装置6用于收集清洗工件8产生的废水和废屑。

实施例1中，第一驱动机构包括第一油缸14，其中一个支架111的外侧安装有底板17，底板17上安装有线性导轨18和第一油缸14，滑座12安装在线性导轨18的滑块上，第一油缸14的活塞杆与滑座12通过调节螺母19锁紧连接，托盘7的侧壁上设置有与钩臂131的前端相适配的卡槽71，多个滚轮包括水平安装的成排的第一滚轮112和竖直安装的成排的第二滚轮113，卧式加工中心柔性线上的运输小车（图中未示出）将安放有工件8的托盘7运送至两个支架111上后，托盘7的底面与两排第一滚轮112的轮面接触，托盘7的两侧面分别与一排第二滚轮113的轮面接触，底座11上安装有机械挡块118，机械挡块118设置在两个支架111的后侧，装配时，通过调节调节螺母19确定托盘7平移的前极限位置，通过机械挡块118确定托盘7平移的后极限位置。

实施例1中，翻转装置包括顶板21、转盘22、四个第二油缸23、底盘24和两个第三油缸25，顶板21、转盘22和底盘24自上而下依次设置，搬送装置可将托盘7搬运至顶板21的上方，顶板21的上端设置有用于顶压托盘7的顶压部211，四个第二油缸23的缸体通过螺钉固定在顶板21上，四个第二油缸23的活塞杆231自上而下穿过顶板21和转盘22并自转盘22的底端伸出，四个第二油缸23的活塞杆231的底端分别通过圆螺母232锁紧在转盘22上，四个第二油缸23可推动顶板21将托盘7顶起，底座11上设置有固定座114，固定座114上开设有与托盘7相适配的凹槽115，四个第二油缸23推动顶板21将托盘7顶起时，托盘7卡入凹槽115内，凹槽115用于实现对顶起的托盘7的前后定位，底座11上固定有第一连接板116，底盘24的底部固定有第二连接板241，第一连接板116和第二连接板241上穿设有一根转轴26，两个第三油缸25的缸体的底端与底座11分别通过第一销轴251铰接，两个第三油缸25的活塞杆与底盘24的底端的后侧分别通过第二销轴252铰接，底座11上固定有用于支撑底盘24的支撑座117，转盘22固定在底盘24上，底盘24与旋转装置的输出端相连，旋转装置可带动底盘24转动。

实施例2的卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，如图所示，包括搬送装置、翻转装置、旋转装置、喷淋装置和排屑装置6，搬送装置包括底座11及安装在底座11上的滑座12、滑动体13、第一驱动机构和链条传动机构，滑座12滑动连接在底座11上，第一驱动机构的输出端与滑座12相连，滑动体13滑动连接在滑座12上，链条传动机构包括链条15和两个链轮16，两个链轮16前后安装在滑座12上，链条15绕设在两个链轮16上，链条15的一端固定在底座11上，链条15的另一端固定在滑动体13上，滑动体13上固定有钩臂131，钩臂131用于连接安放有工件8的托盘7，底座11的前侧设置有两个并行的支架111，两个支架111上分别安装有多个滚轮，多个滚轮用于支承托盘7，搬送装置用于水平搬运托盘7，翻转装置用于将托盘7向后翻转90°，旋转装置用于带动翻转后的托盘7旋转，喷淋装置用于引入并喷洒高压水对旋转的工件8进行清洗，排屑装置6设置在喷淋装置的下方，排屑装置6用于收集清洗工件8产生的废水和废屑；喷淋装置包括多个喷嘴4，底座11的后侧设置连接有一前侧开口的清洗房5，多个喷嘴4上下成排设置在清洗房5的内侧侧壁上，排屑装置6安装在清洗房5的底部，当托盘7翻转90°，工件8即经清洗房5前侧的开口翻转转入清洗房5内。

实施例2中，第一驱动机构包括第一油缸14，其中一个支架111的外侧安装有底板17，底板17上安装有线性导轨18和第一油缸14，滑座12安装在线性导轨18的滑块上，第一油缸14的活塞杆与滑座12通过调节螺母19锁紧连接，托盘7的侧壁上设置有与钩臂131的前端相适配的卡槽71，多个滚轮包括水平安装的成排的第一滚轮112和竖直安装的成排的第二滚轮113，卧式加工中心柔性线上的运输小车（图中未示出）将安放有工件8的托盘7运送至两个支架111上后，托盘7的底面与两排第一滚轮112的轮面接触，托盘7的两侧面分别与一排第二滚轮113的轮面接触，底座11上安装有机械挡块118，机械挡块118设置在两个支架111的后侧，装配时，通过调节调节螺母19确定托盘7平移的前极限位置，通过机械挡块118确定托盘7平移的后极限位置。

实施例2中，翻转装置包括顶板21、转盘22、四个第二油缸23、底盘24和两个第三油缸25，顶板21、转盘22和底盘24自上而下依次设置，搬送装置可将托盘7搬运至顶板21的上方，顶板21的上端设置有用于顶压托盘7的顶压部211，四个第二油缸23的缸体通过螺钉固定在顶板21上，四个第二油缸23的活塞杆231自上而下穿过顶板21和转盘22并自转盘22的底端伸出，四个第二油缸23的活塞杆231的底端分别通过圆螺母232锁紧在转盘22上，四个第二油缸23可推动顶板21将托盘7顶起，底座11上设置有固定座114，固定座114上开设有与托盘7相适配的凹槽115，四个第二油缸23推动顶板21将托盘7顶起时，托盘7卡入凹槽115内，凹槽115用于实现对顶起的托盘7的前后定位，底座11上固定有第一连接板116，底盘24的底部固定有第二连接板241，第一连接板116和第二连接板241上穿设有一根转轴26，两个第三油缸25的缸体的底端与底座11分别通过第一销轴251铰接，两个第三油缸25的活塞杆与底盘24的底端的后侧分别通过第二销轴252铰接，底座11上固定有用于支撑底盘24的支撑座117，转盘22固定在底盘24上，底盘24与旋转装置的输出端相连，旋转装置可带动底盘24转动；旋转装置包括伺服电机31、减速器32、小齿轮33、大齿轮34和中间轴35，小齿轮33经减速器32与伺服电机31的输出端相连，大齿轮34与小齿轮33相啮合，大齿轮34通过涨紧套36固定在中间轴35的底端，中间轴35的顶端穿过底盘24通过螺钉固定在转盘22的底端，中间轴35上套设有背靠背的双列圆锥滚子轴承37，双列圆锥滚子轴承37的内圈固定在中间轴35上，双列圆锥滚子轴承37的外圈固定在底盘24上。

上述卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站的工作过程为：卧式加工中心柔性线上的运输小车将安放有工件8的托盘7运送至两个支架111上后，如图1所示，托盘7由两个支架111上的多个滚轮支撑，搬送装置工作，第一油缸14驱动滑座12沿线性导轨18滑动S距离，同时链条15带动滑动体13相对于滑座12同样行走S距离，而滑动体13相对于底座11行走2S距离，实现了托盘7及工件8行程的倍增，当托盘7连同工件8一起移动至翻转位后，翻转装置工作，四个第二油缸23推动顶板21将托盘7顶起，使托盘7卡入凹槽115内，如图10所示，实现对顶起的托盘7的前后方向的定位，而同时多个滚轮可实现对托盘7的左右方向的定位，且顶板21可实现对托盘7的上下方向的定位，通过前后、左右、上下三个方向的同时定位，使托盘7及工件8在翻转位得到牢固、可靠定位，托盘7及工件8在翻转位定位后，第三油缸25即推动托盘7连同工件8一起绕转轴26翻转90°至清洗位，如图11和图12所示，此时旋转装置工作，伺服电机31通过减速器32带动小齿轮33转动，小齿轮33将动力传递给大齿轮34和中间轴35，最终带动工件8旋转，这时多个喷嘴4向旋转的工件8喷洒高压水，对工件8进行自动清洗，清洗产生的废水和废屑流入排屑装置6，经分离后废水可进入中央水处理系统循环使用，而废屑进入中央排屑系统集中处理；清洗后的工件8的退出过程与上述清洗过程相反。

Claims (3)

1.一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，其特征在于：包括搬送装置、翻转装置、旋转装置、喷淋装置和排屑装置，所述的搬送装置包括底座及安装在底座上的滑座、滑动体、第一驱动机构和链条传动机构，所述的滑座滑动连接在所述的底座上，所述的第一驱动机构的输出端与所述的滑座相连，所述的滑动体滑动连接在所述的滑座上，所述的链条传动机构包括链条和两个链轮，所述的两个链轮前后安装在所述的滑座上，所述的链条绕设在所述的两个链轮上，所述的链条的一端固定在所述的底座上，所述的链条的另一端固定在所述的滑动体上，所述的滑动体上固定有钩臂，所述的钩臂用于连接安放有工件的托盘，所述的底座的前侧设置有两个并行的支架，两个所述的支架上分别安装有多个滚轮，所述的多个滚轮用于支承所述的托盘，所述的搬送装置用于水平搬运所述的托盘，所述的翻转装置用于将所述的托盘向后翻转90°，所述的翻转装置包括顶板、转盘、若干个第二油缸、底盘和若干个第三油缸，所述的顶板、转盘和底盘自上而下依次设置，所述的搬送装置可将所述的托盘搬运至所述的顶板的上方，所述的顶板的上端设置有用于顶压托盘的顶压部，所述的若干个第二油缸的缸体固定在所述的顶板上，所述的若干个第二油缸的活塞杆自上而下穿过所述的顶板和转盘并自转盘的底端伸出，所述的若干个第二油缸的活塞杆的底端分别通过圆螺母锁紧在所述的转盘上，所述的若干个第二油缸可推动顶板将托盘顶起，所述的底座上设置有固定座，所述的固定座上开设有与所述的托盘相适配的凹槽，若干个第二油缸推动顶板将托盘顶起时，所述的托盘卡入所述的凹槽内，所述的凹槽用于实现对顶起的托盘的前后定位，所述的底座上固定有第一连接板，所述的底盘的底部固定有第二连接板，所述的第一连接板和所述的第二连接板上穿设有一根转轴，所述的若干个第三油缸的缸体的底端与所述的底座分别通过第一销轴铰接，所述的若干第三油缸的活塞杆与所述的底盘的底端的后侧分别通过第二销轴铰接，所述的底座上固定有用于支撑所述的底盘的支撑座，所述的转盘固定在所述的底盘上，所述的底盘与所述的旋转装置的输出端相连，所述的旋转装置可带动所述的底盘转动；所述的旋转装置用于带动翻转后的托盘旋转，所述的喷淋装置用于引入并喷洒高压水对旋转的工件进行清洗，所述的排屑装置设置在所述的喷淋装置的下方，所述的排屑装置用于收集清洗工件产生的废水和废屑；所述的第一驱动机构包括第一油缸，其中一个所述的支架的外侧安装有底板，所述的底板上安装有线性导轨和所述的第一油缸，所述的滑座安装在所述的线性导轨的滑块上，所述的第一油缸的活塞杆与所述的滑座通过调节螺母锁紧连接，所述的托盘的侧壁上设置有与所述的钩臂的前端相适配的卡槽，所述的多个滚轮包括水平安装的成排的第一滚轮和竖直安装的成排的第二滚轮，卧式加工中心柔性线上的运输小车将安放有工件的托盘运送至两个所述的支架上后，托盘的底面与两排所述的第一滚轮的轮面接触，托盘的两侧面分别与一排所述的第二滚轮的轮面接触，所述的底座上安装有机械挡块，所述的机械挡块设置在两个所述的支架的后侧，装配时，通过调节所述的调节螺母确定托盘平移的前极限位置，通过机械挡块确定托盘平移的后极限位置。

2.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，其特征在于：所述的旋转装置包括伺服电机、减速器、小齿轮、大齿轮和中间轴，所述的小齿轮经所述的减速器与所述的伺服电机的输出端相连，所述的大齿轮与所述的小齿轮相啮合，所述的大齿轮通过涨紧套固定在所述的中间轴的底端，所述的中间轴的顶端穿过所述的底盘固定在所述的转盘的底端，所述的中间轴上套设有背靠背的双列圆锥滚子轴承，所述的双列圆锥滚子轴承的内圈固定在所述的中间轴上，所述的双列圆锥滚子轴承的外圈固定在所述的底盘上。

3.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心柔性线的工件在线清洗站，其特征在于：所述的喷淋装置包括多个喷嘴，所述的底座的后侧设置连接有一前侧开口的清洗房，所述的多个喷嘴上下成排设置在所述的清洗房的内侧侧壁上，所述的排屑装置安装在所述的清洗房的底部，当所述的托盘翻转90°，工件即经所述的清洗房前侧的开口翻转转入所述的清洗房内。