CN109909224B - 一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，包括总支架，总支架的中部安装有旋转升降机构，总支架上在旋转升降机构的外围均布有多个作业工位，每个作业工位内均设有一托板，托板固定在托板吊架上，托板吊架固定在旋转升降机构上；旋转升降机构包括变频减速电机，变频减速电机的输出轴上连接有多工位凸轮分割器，凸轮分割器上安装有升降机构，升降机构包括提升气缸，提升气缸的气缸杆上安装有吊架固定盘，托板吊架均布固定在吊架固定盘上，提升气缸的头部安装在法兰盘上，提升气缸的尾部通过旋转气动接头与固定座连接，法兰盘与凸轮分割器之间安装有直线轴承运动副，吊架固定盘与直线轴承运动副的轴承固定连接。

Description

一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机。

背景技术

随着工厂自动化水平和市场对零部件清洁度质量要求的提高，传统单一功能零部件清洗机以及清洗工艺粗放不带自动取放对接功能的清洗机难以满足高自动化水平、高清洁度的要求。

现有旋转式多工位升降超声波清洗机，一般包括水泵、储液槽体，清洗机内设有多个工作槽体，零件放置在吊篮内，在工作槽体中心位置设有工件吊篮升降旋转机构，工件吊篮与升降旋转机构连接，可实现超声波清洗、喷淋清洗、吹干与烘干，旋转机构为气缸摆杆间歇运动机构，吹干多为四周固定吹嘴，烘干多为热风干燥。

现有传统零部件清洗机功能单一，仅采用射流清洗，对形状复杂零件的清洗，往往存在零件清洁度合格率不高的问题；清洗机无干燥功能，需在清洗完成后人工取出零件用气枪吹干，吹干过程会造成大量的酸性清洗液飞溅，不仅污染周围作业环境，同时对操作工人身体产生较大伤害。现有市面上的自动清洗机工位数少，无自动取放料工位，工件放置多为吊篮式结构，且转盘旋转重复定位精度低，无法对工件进行精确定位，机械手难以实现对清洗机的自动取放料；此外，清洗机无温控、清洗工艺粗放，无法满足高清洁度要求。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明在于提供了一种提高漂洗质量、提高吹干效率的旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机。

本发明采用的技术方案是：

一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：包括总支架，所述总支架的中部安装有旋转升降机构，所述总支架上在旋转升降机构的外围均布有多个作业工位，每个作业工位内均设有一托板，所述托板固定在带动其进出相应作业工位的托板吊架上，所述托板吊架固定在带动其升降和旋转的所述旋转升降机构上；所述作业工位包括机械手放料工位、粗超声波清洗工位、精超声波清洗工位、液下空气射流漂洗工位、移动式吹干工位、对流式烘干工位、风冷工位、机械手取料工位，所述粗超声波清洗工位和精超声波清洗工位的清洗槽体均与清洗剂循环储液槽循环连通，所述液下空气射流漂洗工位的漂洗槽体与漂洗液储液槽循环连通。本发明的清洗功能多样化，不仅具备多种方式的清洗，还具备多种方式的干燥，保证了清洗效果和干燥的安全性。而且设置旋转升降机构，提高了清洗机的自动化程度，降低劳动强度，提高清洗效率。

进一步，所述旋转升降机构包括变频减速电机，所述变频减速电机的输出轴上连接有由其带动旋转的多工位凸轮分割器，所述凸轮分割器上安装有由其带动旋转的升降机构，所述升降机构包括提升气缸，所述提升气缸的气缸杆上安装有吊架固定盘，所述托板吊架均布固定在吊架固定盘上，所述提升气缸的头部安装在法兰盘上，所述提升气缸的尾部通过旋转气动接头与固定座连接，所述法兰盘与凸轮分割器之间安装有直线轴承运动副，所述吊架固定盘与直线轴承运动副的轴承固定连接。本发明的旋转升降机构采用高精度凸轮分割器带动提升气缸、高强度不易变形托板吊架等组件，保证每个工位托板在工位之间切换时具有良好的重复定位精度。

进一步，所述托板采用镂空结构，不仅保证了超声清洗无死角，而且可以固定安装工装夹具，满足机械手取放料的精度要求，或者固定网状清洗篮，满足一般清洗要求。

进一步，所述清洗剂循环储液槽的液体出口与清洗剂水泵连通，所述清洗剂水泵经清洗剂过滤器分别与粗超声波清洗工位的粗超声波清洗槽体、精超声波清洗工位的精超声波清洗槽体连通，所述粗超声波清洗槽体和精超声波清洗槽体均设有清洗剂溢流口，所述清洗剂溢流口与清洗剂循环储液槽连通；所述清洗剂循环储液槽内设有液位传感器、清洗剂加热器、清洗剂温度传感器，所述清洗剂循环储液槽内安装有提取油脂的第一传送带，所述第一传送带与带其运动的第一驱动电机连接，所述第一传送带上安装有第一油脂刮油器。本发明的超声波清洗工位配有温度传感器检测清洗剂循环储液槽内液温，并通过系统进行实时负反馈控制保持槽内液温，使清洗剂和超声波清洗两者清洗效果最大化。

进一步，所述粗超声波清洗槽体的底部安装有较低频率的换能器，所述精超声波清洗槽体的底部安装有较高频率的换能器。本发明的粗超声波清洗工位和精超声波清洗工位皆采用他激控制方式的换能器，可根据不同材质零件、不同清洗工艺的要求调节输出功率，在降低损伤腐蚀零件表面的同时，最大程度上提高清洗效果。

进一步，所述漂洗液储液槽的液体出口与漂洗液水泵连通，所述漂洗液水泵经漂洗液过滤器与液下空气射流漂洗工位的漂洗槽体连通，所述漂洗槽体设有漂洗液溢流口，所述漂洗液溢流口与漂洗液储液槽连通；所述漂洗液储液槽内设有漂洗液加热器、漂洗液温度传感器，所述漂洗液储液槽内安装有提取油脂的第二传送带，所述第二传送带与带其运动的第二驱动电机连接，所述第二传送带上安装有第二油脂刮油器；所述漂洗液储液槽上设有液体进口，所述液体进口处安装有阀门。

进一步，所述漂洗槽体的底部和内侧壁均安装有压缩空气管道，所述压缩空气管道上均布有空气射流吹气嘴。本发明的液下空气射流漂洗可保证水流始终处于高速流动状态，提高漂洗质量。

进一步，所述移动式吹干工位的工作槽内安装有侧面支架，所述侧面支架上安装有无杆气缸，所述无杆气缸的活塞上固定连接有吹嘴挂架，所述吹嘴挂架上安装有多组万向吹气嘴。本发明的移动式吹干可使吹气嘴更加贴近零件，减小吹气强度损失，且减少吹嘴使用数量，既可以提高吹干效率，也可以减少压缩空气耗气量。

进一步，所述对流式烘干工位的工作槽内环设有槽吹气管，所述槽吹气管上安装有多个热空气吹气嘴，所述对流式烘干工位的工作槽的底部出风口与离心风机连通，所述离心风机经空气加热器分别通过隔热耐高温软管与所述槽吹气管的两侧的进风口连通；所述对流式烘干工位的工作槽内安装有烘干温度传感器。

进一步，所述风冷工位的工作槽内安装有风冷用的风扇，所述风冷工位的工作槽底部侧面开设有对流孔。本发明的风冷工位采用风扇吹风方式，加速零件冷却，便于提高生产效率。

本发明的有益效果：

1、旋转升降机构采用高精度凸轮分割器带动提升气缸、高强度不易变形托板吊架等组件，保证每个工位托板在工位之间切换时具有良好的重复定位精度。

2、液下空气射流漂洗可保证水流始终处于高速流动状态，提高漂洗质量。

3、移动式吹干可使吹嘴更加贴近零件，减小吹气强度损失，且减少吹嘴使用数量，既可以提高吹干效率，也可以减少压缩空气耗气量。

4、超声波清洗、空气射流漂洗、对流烘干工位都设有温度传感器，实时反馈监测数据并通过控制系统实时调节温度，使清洗效果最大化，提高零件清洗后的清洁度。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的超声波清洗工位原理图。

图4为本发明的空气射流漂洗工位原理图。

图5中(a)为本发明的移动吹干工位俯视图，(b)为本发明的移动吹干工位侧视图。

图6为本发明的对流烘干工位原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

本实施例涉及的一些专业术语的解释如下：

直线轴承：用于无限行程与圆柱轴配合使用的直线运动零件。

气缸：引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。

超声波清洗：超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。

参见图1、图2，本实施例提供了一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，包括总支架1、旋转升降机构3、八套托板吊架14、八个均匀分布作业工位、清洗剂循环储液槽7、漂洗液储液槽6。作业工位分别是机械手放料工位10、粗超声波清洗工位9、精超声波清洗工位8、液下空气射流漂洗工位5、移动式吹干工位4、对流式烘干工位2、风冷工位13、机械手取料工位12，每个作业工位均设有一个工作槽23，每个工作槽23内设有托板11，所述托板11采用镂空结构，不仅保证了超声清洗无死角，而且可以固定安装工装夹具，满足机械手取放料的精度要求，或者固定网状清洗篮，满足一般清洗要求；所述托板11固定在带动其进出相应作业工位的托板吊架14上。所述粗超声波清洗工位9和精超声波清洗工位8的清洗槽体均与清洗剂循环储液槽7循环连通，所述液下空气射流漂洗工位5的漂洗槽体与漂洗液储液槽6循环连通。

如图2所示，本实施例所述旋转升降机构3包括变频减速电机22、八工位的凸轮分割器21、提升气缸17、吊架固定盘20、托板吊架14、直线轴承运动副19、旋转气动接头15、法兰盘18、固定座16。所述变频减速电机22的输出轴上连接有由其带动旋转的多工位凸轮分割器21，所述凸轮分割器21上安装有由其带动旋转的升降机构，所述升降机构包括提升气缸17，所述提升气缸17的气缸杆上安装有吊架固定盘20，所述托板吊架14均布固定在吊架固定盘20上，所述提升气缸17的头部安装在法兰盘18上，所述提升气缸17的尾部通过旋转气动接头15与固定座16连接，所述法兰盘18与凸轮分割器21之间安装有直线轴承运动副19，所述吊架固定盘20与直线轴承运动副19的轴承固定连接。托板吊架14处于在低位时，托板11在作业工位的工位槽23内，当工位槽23内作业完成后，首先提升气缸17的气缸杆缩回，在直线轴承运动副19的导向下，提升气缸17带动吊架固定盘20以及托板吊架14升至高位，使托板11脱离工位槽23并使其在工位槽23的上方，然后变频减速电机22启动，驱动凸轮分割器21转动，使凸轮分割器21上方的提升气缸17、吊架固定盘20、托板吊架14以及托板11等组件一起逆时针旋转运动45度；当凸轮分割器21旋转到位后，提升气缸17的气缸杆伸出，吊架固定盘20带着托板吊架14及其托板11一起下降，直至托板11下降至作业工位的工位槽23内。由于清洗过程旋转机构一直间歇逆时针运动，提升气缸17也跟随转动，通过提升气缸17顶部的旋转气动接头15供气，进气口端固定，给气缸供气的进出气口端跟随提升气缸17转动，保证了气缸的气管不产生缠绕。作业工位的托板11的旋转升降机构3由升降机构和转盘旋转机构组成，转盘旋转机构主要由一台八工位的凸轮分割器21实现工位之间45度分割，进而实现托板11精确流转，驱动由一台安装在分割器上的变频减速电机22实现。升降机构主要由提升气缸17和直线轴承运动副19组成，实现托板11升降。两个机构一起分时动作，实现托板11内工件在各工位之间的流转。

如图3所示，本实施例所述清洗剂循环储液槽7的液体出口与清洗剂水泵33连通，所述清洗剂水泵33经清洗剂过滤器32分别与粗超声波清洗工位9的粗超声波清洗槽体24、精超声波清洗工位8的精超声波清洗槽体31连通，所述粗超声波清洗槽体9和精超声波清洗槽体8均设有清洗剂溢流口25，所述清洗剂溢流口25与清洗剂循环储液槽7连通；所述清洗剂循环储液槽7内设有液位传感器36、清洗剂加热器35、清洗剂温度传感器26，所述清洗剂循环储液槽7内安装有提取油脂的第一传送带30，所述第一传送带30与带其运动的第一驱动电机29连接，所述第一传送带30上安装有第一油脂刮油器28。所述清洗剂循环储液槽7上也设有溢流口27，底部设有大口径掏渣口。粗超声波清洗工位9和精超声波清洗工位8共用一个清洗剂循环储液槽7，粗超声波清洗槽体24和精超声波清洗槽体31的清洗剂通过清洗剂溢流口25流出，途径管道流入清洗剂循环储液槽7内，清洗剂水泵33然后从清洗剂循环储液槽7内再次将清洗剂抽出，经过清洗剂过滤器32滤去杂质后，将干净的清洗剂送入清洗槽体内。所述液位传感器36设有液位上下限，当液位低于下限时，系统报警停止工作，防止清洗剂加热器35出现干烧现象，当液位高于上限时，系统也报警提示并停止工作，防止清洗剂过多溢出，造成浪费。清洗剂温度传感器26实时监控温度，将温度数值反馈给控制系统，进而再控制清洗剂加热器35是否工作。第一油脂刮油器28的第一传送带30部分浸润在储液槽内，通过第一驱动电机29驱动第一传送带30运动将油脂从第一传送带30一端提取出来，再通过另一端第一传送带30上的刮油板将其刮下，保证清洗剂循环储液槽7内油脂不堆积。粗超声波清洗工位9和精超声波清洗工位8皆采用他激控制方式的换能器38，可根据不同材质零件、不同清洗工艺的要求调节输出功率，在降低损伤腐蚀零件表面的同时，最大程度上提高清洗效果。此外，超声波清洗工位配有温度传感器检测储液槽内液温，并通过系统进行实时负反馈控制保持槽内液温，使清洗剂和超声波清洗两者清洗效果最大化。粗超声波清洗工位9采用较低频率换能器，去除零件表面较大残留污渍；精超声波清洗工位8采用较高频率换能器，去除零件表面较小残留污渍。

如图4所示，本实施例所述漂洗液储液槽6的液体出口与漂洗液水泵46连通，所述漂洗液水泵46经漂洗液过滤器45与液下空气射流漂洗工位5的漂洗槽体44连通，所述漂洗槽体44设有漂洗液溢流口42，所述漂洗液溢流口42与漂洗液储液槽6连通；所述漂洗液储液槽6内设有漂洗液加热器48、漂洗液温度传感器49，所述漂洗液储液槽6内安装有提取油脂的第二传送带，所述第二传送带与带其运动的第二驱动电机连接，所述第二传送带上安装有第二油脂刮油器41。所述漂洗液储液槽6设有溢流口40，底部设有液体进口，液体进口处设有阀门39。液下空气射流漂洗工位5采用一个漂洗液储液槽6，漂洗液通过漂洗液溢流口42流出，途径管道流入漂洗液储液槽6内，漂洗液水泵46从漂洗液储液槽6内再次将漂洗液抽出，经过漂洗液过滤器45滤去杂质后，将干净的漂洗液送入漂洗槽体44内，当漂洗液的浓度过高时，此时系统自动打开阀门39向漂洗液储液槽6内注入新的漂洗液，液位不断升高后，漂洗液不断从溢流口40流出，当浓度降低至正常水平时，阀门39关闭。漂洗液储液槽6内的漂洗液加热器48、漂洗液温度传感器49、第二油脂刮油器41的功能与清洗剂的清洗剂循环储液槽7内的相应部件功能相同。漂洗槽体44内底部和侧面都设有压缩空气管道47并设有空气射流吹气嘴43，通过空气射流的方式使漂洗液高速流动，进而提高漂洗效果。本发明的液下空气射流漂洗工位5的液槽内底部和四周都设有固定有压缩空气管道和吹气嘴，在零件漂洗时，保证水流始终处于高速流动状态，将零件表面残留的清洗剂除去。

如图5中(a)、(b)所示，本实施例所述移动式吹干工位4的工作槽内安装有侧面支架52，所述侧面支架52上安装有无杆气缸50，所述无杆气缸50的活塞上固定连接有吹嘴挂架51，所述吹嘴挂架51上安装有多组万向吹气嘴53。所述移动式吹干工位4由侧面支架52上的无杆气缸50带着安装在吹嘴挂架51上的多组吹气嘴53进行前后移动，吹气嘴53位置可根据零件位置进行万向调整，即保证零件每个位置都能被吹到，同时也能减少气嘴使用量，降低能耗。本发明的移动式吹干工位4主要由无杆气缸50带动多组吹气嘴进行移动式吹干，可使吹嘴更加贴近零件，减小吹气强度损失，且减少吹嘴使用数量，既可以提高吹干效率，也可以减少压缩空气耗气量。

如图6所示，本实施例所述对流式烘干工位2的工作槽内环设有槽吹气管57，所述槽吹气管57上安装有多个热空气吹气嘴56，所述对流式烘干工位2的工作槽的底部出风口与离心风机59连通，所述离心风机59经空气加热器60分别通过隔热耐高温软管54与所述槽吹气管57的两侧的进风口连通；所述对流式烘干工位2的工作槽内安装有烘干温度传感器55。离心风机59首先将烘干工位槽底空气吸入后吹出，经过空气加热器60把空气加热，再将热空气分别从烘干工位槽两侧送入槽吹气管57内，并通过四周热空气吹气嘴56将热空气吹出到零件表面上，槽内余热空气再通过离心风机59回收循环利用，减少热量损失。槽内设有烘干温度传感器55，控制烘干温度，防止温度过高造成后续风冷工位冷却不佳，同时也减少不必要的能耗。本发明的对流式烘干工位2采用大流量离心风机+加热装置干燥，槽内设置进风口和出风口，使热风对流循环，加速零件干燥。此外，槽内设有温度传感器，通过系统进行实时负反馈控制加热装置，既可以调整干燥工艺参数，提高干燥效果，同时也可以避免温度过高造成风冷工位冷却不佳。

本实施例所述冷却工位13在作业槽顶部安装一台风扇，向下吹风，同时槽内底部侧面设有对流孔，使空气形成对流，加速零件冷却。冷却工位13采用风扇吹风方式，加速零件冷却，便于提高生产效率。

本实施例所述机械手取料工位11和机械手放料工位12两者相同，托板10上设有安装定位孔，可较好的固定清洗夹具，配合清洗机高精度凸轮分割器21以及较高强度的吊架14，可保证清洗夹具具有良好的重复定位精度，满足机械手取放料要求。

本发明的旋转升降机构采用高精度凸轮分割器带动提升气缸、高强度不易变形托板吊架等组件，保证每个工位托板在工位之间切换时具有良好的重复定位精度。液下空气射流漂洗可保证水流始终处于高速流动状态，提高漂洗质量。移动式吹干可使吹嘴更加贴近零件，减小吹气强度损失，且减少吹嘴使用数量，既可以提高吹干效率，也可以减少压缩空气耗气量。超声波清洗、空气射流漂洗、对流烘干工位都设有温度传感器，实时反馈监测数据并通过控制系统实时调节温度，使清洗效果最大化，提高零件清洗后的清洁度。

Claims (6)

1.一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：包括总支架，所述总支架的中部安装有旋转升降机构，所述总支架上在旋转升降机构的外围均布有多个作业工位，每个作业工位内均设有一托板，所述托板固定在带动其进出相应作业工位的托板吊架上，所述托板吊架固定在带动其升降和旋转的所述旋转升降机构上；所述作业工位包括机械手放料工位、粗超声波清洗工位、精超声波清洗工位、液下空气射流漂洗工位、移动式吹干工位、对流式烘干工位、风冷工位、机械手取料工位，所述粗超声波清洗工位和精超声波清洗工位的清洗槽体均与清洗剂循环储液槽循环连通，所述液下空气射流漂洗工位的漂洗槽体与漂洗液储液槽循环连通；

所述旋转升降机构包括变频减速电机，所述变频减速电机的输出轴上连接有由其带动旋转的多工位凸轮分割器，所述凸轮分割器上安装有由其带动旋转的升降机构，所述升降机构包括提升气缸，所述提升气缸的气缸杆上安装有吊架固定盘，所述托板吊架均布固定在吊架固定盘上，所述提升气缸的头部安装在法兰盘上，所述提升气缸的尾部通过旋转气动接头与固定座连接，所述法兰盘与凸轮分割器之间安装有直线轴承运动副，所述吊架固定盘与直线轴承运动副的轴承固定连接；

所述清洗剂循环储液槽的液体出口与清洗剂水泵连通，所述清洗剂水泵经清洗剂过滤器分别与粗超声波清洗工位的粗超声波清洗槽体、精超声波清洗工位的精超声波清洗槽体连通，所述粗超声波清洗槽体和精超声波清洗槽体均设有清洗剂溢流口，所述清洗剂溢流口与清洗剂循环储液槽连通；所述清洗剂循环储液槽内设有液位传感器、清洗剂加热器、清洗剂温度传感器，所述清洗剂循环储液槽内安装有提取油脂的第一传送带，所述第一传送带与带其运动的第一驱动电机连接，所述第一传送带上安装有第一油脂刮油器；

所述漂洗液储液槽的液体出口与漂洗液水泵连通，所述漂洗液水泵经漂洗液过滤器与液下空气射流漂洗工位的漂洗槽体连通，所述漂洗槽体设有漂洗液溢流口，所述漂洗液溢流口与漂洗液储液槽连通；所述漂洗液储液槽内设有漂洗液加热器、漂洗液温度传感器，所述漂洗液储液槽内安装有提取油脂的第二传送带，所述第二传送带与带其运动的第二驱动电机连接，所述第二传送带上安装有第二油脂刮油器；所述漂洗液储液槽上设有液体进口，所述液体进口处安装有阀门；

所述漂洗槽体的底部和内侧壁均安装有压缩空气管道，所述压缩空气管道上均布有空气射流吹气嘴。

2.根据权利要求1所述的一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：所述托板采用镂空结构。

3.根据权利要求1所述的一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：所述粗超声波清洗槽体的底部安装有较低频率的换能器，所述精超声波清洗槽体的底部安装有较高频率的换能器。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：所述移动式吹干工位的工作槽内安装有侧面支架，所述侧面支架上安装有无杆气缸，所述无杆气缸的活塞上固定连接有吹嘴挂架，所述吹嘴挂架上安装有多组万向吹气嘴。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：所述对流式烘干工位的工作槽内环设有槽吹气管，所述槽吹气管上安装有多个热空气吹气嘴，所述对流式烘干工位的工作槽的底部出风口与离心风机连通，所述离心风机经空气加热器分别通过隔热耐高温软管与所述槽吹气管的两侧的进风口连通；所述对流式烘干工位的工作槽内安装有烘干温度传感器。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的一种旋转多工位托板升降式自动温控超声波清洗机，其特征在于：所述风冷工位的工作槽内安装有风冷用的风扇，所述风冷工位的工作槽底部侧面开设有对流孔。