CN112139145A - 一种长度标准器的超声波清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波清洗系统，特别涉及一种适用于量块的超声波清洗系统。本超声波清洗系统主要由超声波清洗工位、烘干工位、浸油工位、工位转移机、量块清洗夹具、工位平台、检定平台和系统外壳组成。其中超声波清洗工位包括预喷淋、超声清洗和冲洗三个过程。工位转移机包括横轴导轨、横轴支架、水平横臂、升降吊臂以及机械手爪，使清洗夹具在工位间移动。烘干工位采用干燥热空气去除残留水分，其箱门由气泵控制。本发明结合检定流程进行设计，在保证高效清洗效率下，解决了长度标准器传统清洗中存在的效率低下，危害检定人员身心等一系列问题。

Description

一种长度标准器的超声波清洗系统

技术领域

本发明涉及一种长度标准器超声波清洗系统，特别涉及一种适用于量块的超声波清洗系统。

背景技术

长度标准器是定义、维持和复现长度单位的高精度量具，其长度为计量器具的长度标准。通过对计量仪器、量具和量规等示值误差的检定等方式，使机械加工中各种制品的尺寸能够溯源到长度基准。

而量块作为世界范围内计量技术与工程测量领域中应用最广泛的计量器具，其保存与清洗在工艺流程上有着严格的要求。大多数长度标准器都是由钢材制造，不适当的保存与清洗会导致测量表面氧化锈蚀或者油污腐蚀，将直接影响到标准长度。因此，在量块使用前，首先必须得清除表面防锈油，保证测量面的洁净。

就目前状况而言，业内量块清洗往往使用航空汽油等一类具有强烈气味的清洗剂，检定人员在恒温室内长时间接触该类清洗剂，会对健康带来不小的危害。所以急需一种绿色环保的自动化清洗方法来代替传统清洗方法，取代检定人员的重复性工作，加快实际工作效率。因此，有必要发明一种专用于量块的超声波清洗系统，实现自动化清洗，用以辅助检定人员的工作。

发明内容

本发明针对计量行业的需求和背景技术的不足，发明了一种用于在量块的超声波清洗系统，解决了传统清洗效率低、人员危害大、人力成本高等问题。

为了实现本发明的目的，采用以下技术方案:

本发明包括超声波清洗工位、烘干工位、浸油工位、工位转移机、长度标准器清洗夹具、工位平台、检定平台和系统外壳。

本发明所述超声波清洗工位、烘干工位、浸油工位与检定平台四个工位等间距呈四角排列，每个工位均依据实际检定清洗流程，安装在工位平台的对应槽内。其中超声波清洗工位用于量块的清洗，烘干工位用于去除清洗完后的残留水渍，检定平台用于量块的静置与检定，浸油工位用于量块检定后的浸油封存。工位装移机沿超声波清洗工位与烘干工位的方向安装在工位平台上，其作用为使长度标准器清洗夹具在各个工位上转移。

本发明中的工位转移机包括固定在工位平台上的横轴导轨、水平横臂连接在横轴导轨上、连接水平横臂的升降吊臂以及固定在升降吊臂上用于抓取长度标准器夹具的机械手爪。横轴导轨沿超声波清洗工位、烘干箱工位方向水平设置。水平横臂沿超声波清洗工位、检定平台方向设置。机械手爪从检定平台上抓取量块清洗夹具后，将夹具依次放入超声波清洗机、烘干箱、浸油箱，最后摆回检定平台处。机械手爪沿横轴导轨的移动位移范围为超声波清洗公务中心与烘干工位中心的距离，机械手爪沿水平横臂方向的移动位移范围为超声波清洗工位中心与检定平台中心的距离，机械手爪沿纵向的最大深度为各工位底部与升降吊臂间的距离。工位转移机先从检定平台处抓取安装好量块的长度标准器清洗夹具，放入超声波清洗工位，待清洗完成后，将长度标准器清洗夹具转移到烘干工位中，烘干结束后，放回检定平台进行检定流程；待检定完成，从检定平台抓取长度标准器清洗夹具放入浸满防锈油的浸油工位，静置沥干后检定人员进行封存。

本发明中的量块清洗夹具经由机械手爪竖直安放在超声波清洗槽内部的凹槽处，确认安放成功后，再进行清洗过程。

本发明中的超声波清洗工位具体包括预喷淋过程、超声波清洗过程和冲洗过程。预喷淋过程中，向量块清洗夹具喷淋液温为30℃～40℃的专用清洗液。超声波清洗过程中的超声频率为30～50kHz，超声声强为70w/in²，清洗液温度为30℃～40℃，利用超声空化作用与超声乳化作用，将长度标准器上的油污去除并与水形成分散物系。冲洗过程中，向长度标准器夹具冲刷30℃～40℃的纯水去除附着在表面的废液。超声波清洗工位4的内槽4-1用于固定长度标准器清洗夹具8，后带有排水口4-4用以废液的排出。

本发明中的烘干工位采用80℃～100℃的干燥热风烘干长度标准器。烘干箱箱门由气泵控制，当机械手爪到预备位置时气泵将烘干箱箱门被气泵水平推开，进而机械手爪将长度标准器夹具摆入烘干箱箱内，完成摆放。

本发明中的检定平台材质为高强度铸铁HT200-300。检定平台用于烘干后的静置与计量检定作业。为保证长度标准器的精度，需在烘干完成后，将长度标准器夹具在室温静置两个小时。

本发明中的浸油槽内容纳有防锈液，检定作业完成后长度标准器需再度上油封存以防生锈，机械手爪需使长度标准器夹具完全浸没在防锈液中，静置一段时间才可裹油纸封存。

与背景技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设计了一种全自动化超声波清洗系统，在保证高效稳定的清洗能力下，解决了传统手工清洗，冗长费时，耗费人力等问题，极大程度上提高了检定作业的效率。

2、本发明利用超声波空化作用清洗长度标准器表面油污，彻底替代了传统清洗方式中使用的航空汽油等一系列具有刺激性气味的清洗剂，避免了检定人员长期在恒温环境下吸入大量挥发气体而导致健康隐患的问题。

3、本发明结合实际检定流程设计控制程序流程，规划工位摆放顺序，极大程度上实现“机器换人”，与此同时还设计了专用于不同类型的长度标准器夹具，配置了不挥发且无毒的廉价超声清洗剂，实现了清洗效率高、清洗效果好、清洗成本低的目标。

附图说明：

图1为本发明总图结构图。

图2为本发明的内部结构图。

图3为本发明的工位转移机结构图。

图4为本发明的超声波清洗工位结构图。

图5为本发明的烘干工位结构图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成的目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明提供一种长度标准器全自动超声波清洗系统，包括超声波清洗工位4、烘干工位5、浸油工位6、工位转移机3、长度标准器清洗夹具8、工位平台2、检定平台7和系统外壳1。统外壳1罩住整个工位系统，用以隔离工作区域与外部区域。

如图2所示，超声波清洗工位4、烘干工位5、浸油工位6与检定平台7四个工位等间距呈四角排列，每个工位均依据实际检定清洗流程，安装在工位平台2的对应槽内，其中超声波清洗工位4用于量块的清洗，烘干工位5用于去除清洗完后的残留水渍，检定平台7用于量块的静置与检定，浸油工位6用于量块检定后的浸油封存。工位装移机3沿超声波清洗工位4与烘干工位5的方向安装在工位平台2上，其作用为使长度标准器清洗夹具8在各个工位上转移。

如图3所示，工位转移机3包括横轴导轨3-1、横轴支架3-2、升降吊臂3-3和机械手爪3-4。其中横轴导轨3-1沿超声波清洗工位4和烘干工位5水平方向安装，横轴支架3-2沿超声波清洗工位4和检定平台7防方向安装，机械手爪3-4固定在升降吊臂3-3上用于抓放承载有长度标准器的夹具8。机械手爪3-4从检定平台7抓取长度标准器夹具8，依次通过超声波清洗工位4、烘干工位5、检定工位7和浸油工位6。工位转移机3先从检定平台7处抓取安装好量块的长度标准器清洗夹具8，放入超声波清洗工位4，待清洗完成后，将长度标准器清洗夹具8转移到烘干工位5中，烘干结束后，放回检定平台7进行检定流程；待检定结束后，从检定平台7抓取长度标准器清洗夹具8放入浸满防锈油的浸油工位6，静置沥干后检定人员进行封存。

如图4、5所示，超声波清洗工位4具体包括预喷淋过程、超声波清洗过程和冲洗过程，且内有闭环加热系统，使整个清洗过程的水温始终处于最佳温度，超声波清洗机内槽4-1用于安放长度标准器清洗夹具8。超声波清洗槽底部4-3用于安装换能器，可使电能转换为机械能，进而产生超声波，排水口4-4用于排出清洗后的废液。烘干箱5的箱门5-2由气泵5-1控制开关，当清洗完成后机械手爪3-4将长度标准器夹具8移动至烘干箱5正上方，控制器控制气泵5-1推开烘干箱箱门5-2，以便机械手爪3-4进入。检定平台7由高强度铸铁HT200-300制成，用于检定长度标准器作业，以避免平台自身带来的精度误差，影响到检定结果。浸油工位6内容纳有防锈油，在检定完成后，机械手爪3-4夹取夹具8完全浸没于浸油工位6中，沥干后可用油纸包裹存放。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种量块超声波清洗系统，其特征在于：

包括超声波清洗工位(4)、烘干工位(5)、浸油工位(6)、工位转移机(3)、长度标准器清洗夹具(8)、工位平台(2)、检定平台(7)和系统外壳(1)，系统外壳(1)罩住整个工位系统，用以隔离工作区域与外部区域，超声波清洗工位(4)、烘干工位(5)、浸油工位(6)与检定平台(7)四个工位等间距呈四角排列，每个工位均依据实际检定清洗流程，安装在工位平台(2)的对应槽内，其中超声波清洗工位(4)用于量块的清洗，烘干工位(5)用于去除清洗完后的残留水渍，检定平台(7)用于量块的静置与检定，浸油工位(6)用于量块检定后的浸油封存，工位装移机(3)沿超声波清洗工位(4)与烘干工位(5)的方向安装在工位平台(2)上，其作用为使长度标准器清洗夹具(8)在各个工位上转移。

2.根据权利要求1所述的一种量块超声波清洗系统，其特征在于：

工位转移机(3)包括横轴导轨(3-1)、横轴支架(3-2)、升降吊臂(3-3)和机械手爪(3-4)，横轴导轨(3-1)沿超声波清洗工位(4)和烘干工位(5)水平方向安装，横轴支架(3-2)沿超声波清洗工位(4)和检定平台(7)防方向安装，机械手爪(3-4)固定在升降吊臂(3-3)上用于抓放承载有长度标准器的夹具(8)，其中横轴导轨(3-1)安装在工位平台(2)，水平横臂(3-2)设置在横轴导轨(3-1)上，升降吊臂(3-3)固定在水平横臂(3-2)上，而用于抓取长度标准器夹具的机械手爪(3-4)安装在升降吊臂(3-3)上，机械手爪沿横轴导轨的移动位移范围为超声波清洗工位(4)中心与烘干工位(5)中心的距离，机械手爪(3-4)沿水平横臂方向的移动位移范围为超声波清洗工位(4)中心与检定平台(7)中心的距离，机械手爪(3-4)沿纵向的最大深度为各工位底部与升降吊臂(3-3)间的距离，工位转移机(3)先从检定平台(7)处抓取安装好量块的长度标准器清洗夹具(8)，放入超声波清洗工位(4)，待清洗完成后，将长度标准器清洗夹具(8)转移到烘干工位(5)中，烘干结束后，放回检定平台(7)进行检定流程，待检定结束后，从检定平台(7)抓取长度标准器清洗夹具(8)放入浸满防锈油的浸油工位(6)，静置沥干后检定人员进行封存。

3.根据权利要求1所述的一种量块超声波清洗系统，其特征在于：

超声波清洗工位(4)具体包括预喷淋过程、超声波清洗过程和冲洗过程，预喷淋过程中，向长度标准器夹具(8)喷淋专用清洗液，超声波清洗利用超声空化作用与超声乳化作用，使长度标准器上的油污去除并与水形成分散物系，最后冲洗过程向长度标准器夹具(8)冲刷纯水去除附着在表面的废液，超声波清洗工位(4)的内槽(4-1)用于固定长度标准器清洗夹具(8)，后带有排水口(4-4)用以废液的排出，超声波清洗槽底部(4-3)用于安放排列超声换能器来产生超声波。

4.根据权利要求1所述的一种量块超声波清洗系统，其特征在于：

烘干工位(5)采用干燥热风吹向长度标准器夹具(8)，用以去除清洗后残留下的水分，烘干箱箱门(5-1)由气泵(5-2)控制，当机械手爪(3-4)到预备位置时气泵将烘干箱箱门(5-1)被气泵(5-2)水平推开，进而机械手爪(3-4)将长度标准器夹具(8)摆入烘干箱箱内，完成摆放。

5.根据权利要求1所述的一种量块超声波清洗系统，其特征在于：

浸油工位(6)内容纳有防锈油，用于长度标准器检定完成后浸油沥干封装，烘干静置后，通过机械手爪(3-4)将长度标准器清洗夹具(8)完全浸没在浸油工位(6)中的防锈液内，等到防锈油沥干再用油纸包裹封存。

6.根据权利要求1所述的一种量块超声波清洗系统，其特征在于：

检定平台(7)固定在工位平台(2)上，用于检定人员进行长度标准器的检定工作。

Images