CN112317454A - 一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统，所述自动清洗设备包括用于控制清洗机的工作状态并显示状态参数的控制显示器、用于对物料进行吹气清洁的清洗机和用于收集清洁产生的废弃物的收废箱；所述控制显示器与清洗机电连接，所述收废箱位于清洗机的下方。在清洗机内对物料进行吹气清洁，不会将废水和废渣吹到空中，无需人工操作就能将物料上的废水和废渣吹干净，通过收废箱收集废弃物，则在物料搬运过程中废弃物不会滴落到地上，保护了环境卫生。从而解决现有物料上残留的切削液影响加工环境的问题。

Description

一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统

技术领域

本发明涉及自动化机械制造技术领域，特别涉及一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统。

背景技术

智能制造是机械制造行业的发展趋势并推动了传统数控加工行业的发展，智能制造使现有数控加工的效率和质量都得到了明显的提高。但是，在大部分数控加工中，很多自动生产线还处于半自动化的状态，加工后的物料还需人工用气枪将物料上的废水（如切削液）及废渣吹干净，在搬运过程中废水、废渣会散落在地面。即使是在自动化生产线中，由机器人将物料从加工设备中取出后，由于时间较短、加工后的物料上还残留着很多的切削液，若滴落到地上且不及时清理，会对生产场地的环境卫生造成较大影响，严重的甚至造成自动化生产停摆。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统，以解决现有物料上残留的切削液影响加工环境的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种智能制造生产线的自动清洗设备，其包括用于控制清洗机的工作状态并显示状态参数的控制显示器、用于对物料进行吹气清洁的清洗机和用于收集清洁产生的废弃物的收废箱；

所述控制显示器与清洗机电连接，所述收废箱位于清洗机的下方。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述控制显示器包括安装在清洗机顶部的控制盒，所述控制盒内安装有电磁阀组和PLC控制器，所述控制盒的外侧面安装有显示屏；所述PLC控制器电连接电磁阀组和显示屏，电磁阀组和PLC控制器均与清洗机电连接；

所述电磁阀组用于控制打开压缩空气、关闭压缩空气、进行气检；

所述显示屏用于显示清洗的运行参数，还根据按钮操作输出对应的操作指令给PLC控制器；

所述PLC控制器根据操作指令控制清洗机的工作状态。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述清洗机包括机架和围板，所述机架的底部为一边开空的凹形框，围板的后面上设有开口，所述围板的底部安装在机架的顶部，围板的顶部安装所述控制盒，所述机架的左右横梁上并排安装2个喷气底板支架，2个喷气底板支架上固定一喷气组件，喷气组件通过主气路管外接电磁阀组，机架的后横梁上固定一后挡板，所述喷气底板支架和后挡板的顶部放置一带凹形槽的挡水盖板，挡水横盖板的边沿与围板对应的内侧壁抵接并焊接固定，挡水盖板的凹形槽用于卡住托盘，挡水盖板上安装一用于检测托盘是否放入凹形槽的感应器，所述感应器与PLC控制器电连接。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述机架底部的4个角下分别设置一用于将机架固定在地面的定位脚。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述围板的前面开窗，在开窗处安装一前面板，前面板的边沿与开窗处的边沿卡接；前面板挡板安装在机架的前方且位于前面板的下侧，用于防止前面板脱落。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述围板的一侧安装有用于过滤压缩空气中的水份的过滤器，所述过滤器连接电磁阀组和气管转接头。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述喷气组件包括底板和固定在底板正面的多个横纵排列的万向喷气嘴，所述底板固定在2个喷气底板支架上，底板的一侧面安装有多个气管转接头，每个气管转接头通过一条气管与主气路管连接。

所述的智能制造生产线的自动清洗设备中，所述收废箱包括内部中空的收集车和漏斗，所述收集车底部的4个角上安装有车轮，收集车的一侧安装有车把，所述漏斗的下方插入收集车顶部的开口内，漏斗的上方边沿与机架顶部的4根横梁的底部抵接。

一种智能制造生产线的自动清洗系统，其包括放置设备、机器人和所述的自动清洗设备；

所述机器人打开自动清洗设备将带有物料的托盘送至自动清洗设备内、关闭自动清洗设备；

所述自动清洗设备感应到托盘时自动开启压缩空气并对物料进行吹气清洁，当设定的清洗时间到达时输出完成指令给机器人；

所述机器人打开自动清洗设备将带有物料的托板取出并放置到放置设备上、关闭自动清洗设备；

所述自动清洗设备感应没有托盘时自动关闭气源。

所述的智能制造生产线的自动清洗系统中，所述放置设备包括物料工作台和多个固定在物料工作台上的物料定位板；所述物料工作台用于承接清洗好的物料，所述物料定位板用于检测是否放置有物料并输出对应的触发信号给系统。

相较于现有技术，本发明提供的一种智能制造生产线的自动清洗设备，所述自动清洗设备包括用于控制清洗机的工作状态并显示状态参数的控制显示器、用于对物料进行吹气清洁的清洗机和用于收集清洁产生的废弃物的收废箱；所述控制显示器与清洗机电连接，所述收废箱位于清洗机的下方。在清洗机内对物料进行吹气清洁，不会将废水和废渣吹到空中，无需人工操作就能将物料上的废水和废渣吹干净，通过收废箱收集废弃物，则在物料搬运过程中废弃物不会滴落到地上，保护了环境卫生。从而解决现有物料上残留的切削液影响加工环境的问题。

附图说明

图1为本发明提供的智能制造生产线的自动清洗设备的正面示意图。

图2为本发明提供的智能制造生产线的自动清洗设备的示意图。

图3为本发明提供的智能制造生产线的自动清洗设备的爆炸图。

图4为本发明提供的自动清洗设备中清洗机和收废箱的部分结构示意图。

图5为本发明提供的放置设备的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1至图5，本发明实施例提供的一种智能制造生产线的自动清洗系统，包括自动清洗设备、放置设备和机器人；当智能制造生产线上某一台机加工完后，发出取料指令给机器人；机器人将带有物料的托盘15（用于安装物料，与CNC机床内治夹具精密定位，还能方便机器人抓取物料用的）送至自动清洗设备内；自动清洗设备感应到托盘时自动开启压缩空气并对物料进行全方位的吹气清洁，当设定的清洗时间到达时输出完成指令给机器人，机器人将带托板的物料取出放置到放置设备上；自动清洗设备感应没有物料时自动关闭气源，完成整个清洗过程。放置设备检测物料放满后提示现场作业人员取料。

通过在自动清洗设备内进行吹气清洁，能将物料上的废水和废渣吹干净，不会将废水和废渣吹到空中，也无需人工操作，避免对人体健康造成危害。由于及时清理了物料，则在搬运过程中不会滴落到地上，保护了环境卫生。

本实施例中，所述自动清洗设备包括用于控制清洗机的工作状态并显示状态参数的控制显示器、用于对物料进行吹气清洁的清洗机和用于收集清洁产生的废弃物（包括废水和废渣）的收废箱；所述控制显示器与清洗机电连接；所述收废箱是能移动的，能推入清洗机的下方手机废弃物，也能从清洗机内推出以方便现场作业人员清理存储的废弃物。

所述控制显示器包括安装在清洗机顶部的控制盒1，所述控制盒1内安装有电磁阀组2和PLC控制器3，所述控制盒1的外侧面安装有显示屏4；所述PLC控制器3电连接（即有线连接）电磁阀组2和显示屏4，电磁阀组2和PLC控制器与清洗机电连接。控制盒1顶部的控制盒盖板5用于防尘、防油污并进行安全防护。

其中，所述电磁阀组2内设有3个电磁阀，采用三组模式，即第一电磁阀用于控制打开压缩空气，第二电磁阀用于关闭压缩空气，第三电磁阀用于进行气检（如检测压缩空气是否正常传输，是否漏气等）。

所述显示屏4用于显示机床的运作情况和各项参数指标（如显示气压、计数、工作状态）；显示屏4内还储存有用于控制PLC控制器3的操作指令（即各种功能的控制程序，用于控制清洗机的工作状态），通过显示屏4的一侧设置的4个功能按钮来输出对应的操作指令以实现对PLC控制器3的管控。

4个功能按钮如图1所示，位于显示屏4的右侧并排成一列，从上到下依次为电源开关、启动按钮、停止按钮和联机按钮。所述电源开关即控制自动清洗设备开关机。所述启动按钮用于控制清洗机启动工作，其被按下时输出吹气清洁指令给PLC控制器3，吹气清洁指令中包括了清洗步骤（如一直吹气还是间隔吹气）、每个步骤的执行时间（如吹气时间的长短）和每个步骤的执行力度（如吹气力度的大小）；PLC控制器3根据吹气清洁指令控制电磁阀组2的开闭来控制万向喷气嘴23是否吹气；例如，控制第一电磁阀打开压缩空气并从万向喷气嘴中喷出，即可进行吹气清洁，持续时间根据需求设置。也可一开始强力吹气持续2分钟（清理大部分废物），再柔和吹气2分钟（清理残余废物），最后强力吹气持续5分钟（最后全面清洁）。

停止按钮用于控制清洗机暂停工作，其被按下时输出停止指令给PLC控制器3，PLC控制器3控制第二电磁阀关闭压缩空气，万向喷气嘴暂停吹气，其可作为急停按钮使用，即出现故障时人为手动紧急停止。联机按钮用于控制与CNC（computer numerical control，计算机数字控制机床）自动线主系统（如电脑设备）的联机进行断开和连接，与自动线主系统联机后，CNC自动线主系统可以控制PLC控制器及检测清洗机运行状态。

在具体实施时，为了方便现场作业员了解清洗机的工作状态，所述控制显示器还包括信号灯6，其采用红黄绿三色灯，通过信号灯的颜色即可直接了解当前清洗机的工作状态；例如，红灯表示暂停工作，绿灯表示工作中，黄灯表示联机，熄灭表示结束工作。

如图3和图4所示，所述清洗机包括机架7和围板8，所述机架的底部为一边开空的凹形框，围板的后面上设有开口，所述围板8的底部安装在机架7的顶部，围板8的顶部安装所述控制盒1，所述机架7的左右横梁（与围板8的正面垂直）上并排安装2个喷气底板支架9（用于支撑喷气组件10），2个喷气底板支架9上固定一喷气组件10，喷气组件10通过气管25与主气路管21连接，主气路管21外接电磁阀组2，机架7的后横梁11（与围板8的开口相邻）上固定一后挡板12（用于固定围板后面，方便调机时确定托盘的位置），所述喷气底板支架9和后挡板12的顶部放置一带凹形槽的挡水盖板13（用于防止清洗过程中水渍及废渣到处飞溅），挡水横盖板13的边沿与围板8对应的内侧壁抵接并焊接固定，挡水盖板13的凹形槽用于卡住托盘15，挡水盖板13的内凹边上安装一用于检测托盘15是否放入凹形槽的感应器14，所述感应器与PLC控制器3电连接。

如图3所示，挡水盖板13的内凹边上有一凸起片，感应器14（接触式感应器）的感应端穿过凸起片上的孔并位于喷气组件10上方，所述感应器14的连线端通过连接线连接PLC控制器3，托盘15放入时触碰到感应器14的感应端，感应器14输出启动信号给PLC控制器3，PLC控制器3再控制第一电磁阀进行开气操作，自动开启压缩空气对物料进行全方位的吹气清洁；托盘15取出时感应端无遮挡，感应器14输出停止信号给PLC控制器3，PLC控制器3再控制第二电磁阀进行关气操作，停止清洁。

本实施例中，所述机架7是一长方形的一侧下边开口的框架，即顶部由4根横梁组成方形框，底部是由3根横梁组成的一边开空的凹形框，为收废箱的推入推出提供进出口；机架的中间通过4根棱柱将方形框与凹形框拼接固定在一起；底部的4个角下分别设置一用于将机架7固定在地面的定位脚16，可避免清洗过程中清洗机移动。由于机架7的一侧下边开口，收废箱可从开口处进入机架7内部，收集废水废渣后再移出收废箱，方便清理。

所述围板8对其内部的其它结构起着支撑和安装的作用，围板8安装在机架7上时，可将围板8的底边与机架7顶部的各个横梁的边沿对齐并焊接固定。在围板8的后面上设置的开口是为了方便机器人将托盘15从开口处放入围板8内。围板8的其他面都密封，可防止废水及废渣飞出。

为了方便打开清洗机，也可在围板8的前面开窗，采用活动式面板，在开窗处安装一前面板17，前面板17的边沿与开窗处的边沿卡接；前面板挡板18安装在机架的前方且位于前面板17的下侧，用于防止前面板脱落。握住前面板17上的把手19，即可轻松取出或装入前面板17，方便对围板8内进行清理、维修、取料等操作。

优选地，所述围板8的一侧安装有过滤器20，所述过滤器20连接电磁阀组2和主气路管21。电磁阀组2输出的压缩空气通过过滤器20过滤水份后接入主气路管21的输入端，主气路管21的输出端分支出若干根气管并接入喷气组件10中。通过过流器20还能稳定压缩空气的压力。

请继续参阅图4，所述喷气组件10包括底板22和固定在底板22正面的多个（如48个）横纵排列的万向喷气嘴23（可以随意调整喷气的方向），所述底板22固定在2个喷气底板支架9上，底板22的一侧面安装有多个（如12个）气管转接头24，每个气管转接头24通过一条气管25与主气路管21连接。一条气管通过对接的气管转接头24控制一组（如4个一组）万向喷气嘴23。

所述收废箱包括内部中空的收集车26和漏斗27，所述收集车26底部的4个角上安装有车轮28，收集车26的一侧安装有车把29，握住车把29即可将收集车26推入机架7的内部且位于喷气组件的下方，方便收集废水废渣。所述漏斗27的下方插入收集车26顶部的开口内，漏斗27的上方边沿与机架7顶部的4根横梁的底部抵接，这样既能将废水废渣引导至收集车内，通过抵接还能避免废水废渣飞溅而出。

如图5所示，所述放置设备包括物料工作台210和多个固定在物料工作台上的物料定位板220；所述物料工作台210放置在清洗机的右侧，用于承接清洗好的物料；所述物料定位板220（优选设置5个）内安装有感应器，当检测物料定位板220上放置有物料时输出对应的触发信号给系统（即物料工作台210一侧放置的主机），系统检测触发信号的个数与物料定位板220的个数相同时通过三色灯（安装在系统上并与系统电连接，红色为故障、黄色为待机，绿色为正在工作中）告知现场作业人员。

请继续参阅图1至图5，所述智能制造生产线的自动清洗系统的工作原理为：

打开清洗设备的电源（按下电源开关，由CNC自动线主系统提供供电），判断停止按钮是否松开，是则CNC自动线主系统登录后启动清洗，发出取料指令给机器人；否则提示松开停止按钮。

机器人将带有物料的托盘15从围板8后面的开口处送入围板内，放在挡水盖板13的凹形槽内，感应器感应到托盘放入时输出启动信号给PLC控制器，PLC控制器先控制第一电磁阀打开压缩空气，压缩后的空气通过过滤器20过滤后进入主气路管21，再通过各根气管25传输至万向喷气嘴23喷出，对物料进行全方位的吹气清洁。

当预设时间达到时，PLC控制器控制第二电磁阀关闭压缩空气，万向喷气嘴停止喷气。PLC控制器还输出完成指令给机器人，机器人将物料取出放到物料定位板上。

检测物料定位板检测其上放置有物料时输出对应的触发信号给系统，系统检测触发信号的个数与物料定位板的个数相同时通过三色灯告知现场作业人员取料。

综上所述，本发明提供的一种智能制造生产线的自动清洗设备及其系统，自动清洗设备是自动化生产线上的关键环节，由智能制造系统与PLC控制器相结合来控制自动开启、自动停止和手动操作的功能，能使整个智能制造生产线更加高效稳定的运转。同时，自动清洗设备采用的是不锈钢板及不锈钢方通制作，结构稳定可靠；采用封闭式结构，将清洗空间（作业区）与控制部分（控制区）隔开为上下两个工作层，这样清洗的水渍及杂质不会影响控制系统的工作，有效保证设备的安全性及稳定性。本自动清洗机与CNC自能制造线无缝连接，实现两无人作业及有效保护了现场的工作环境，通过PLC控制器能实现智能控制和可视化编辑各项控制参数的功能。

上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，包括用于控制清洗机的工作状态并显示状态参数的控制显示器、用于对物料进行吹气清洁的清洗机和用于收集清洁产生的废弃物的收废箱；

所述控制显示器与清洗机电连接，所述收废箱位于清洗机的下方。

2.根据权利要求1所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述控制显示器包括安装在清洗机顶部的控制盒，所述控制盒内安装有电磁阀组和PLC控制器，所述控制盒的外侧面安装有显示屏；所述PLC控制器电连接电磁阀组和显示屏，电磁阀组和PLC控制器均与清洗机电连接；

所述电磁阀组用于控制打开压缩空气、关闭压缩空气、进行气检；

所述显示屏用于显示清洗的运行参数，还根据按钮操作输出对应的操作指令给PLC控制器；

所述PLC控制器根据操作指令控制清洗机的工作状态。

3.根据权利要求2所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述清洗机包括机架和围板，所述机架的底部为一边开空的凹形框，围板的后面上设有开口，所述围板的底部安装在机架的顶部，围板的顶部安装所述控制盒，所述机架的左右横梁上并排安装2个喷气底板支架，2个喷气底板支架上固定一喷气组件，喷气组件通过主气路管外接电磁阀组，机架的后横梁上固定一后挡板，所述喷气底板支架和后挡板的顶部放置一带凹形槽的挡水盖板，挡水横盖板的边沿与围板对应的内侧壁抵接并焊接固定，挡水盖板的凹形槽用于卡住托盘，挡水盖板上安装一用于检测托盘是否放入凹形槽的感应器，所述感应器与PLC控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述机架底部的4个角下分别设置一用于将机架固定在地面的定位脚。

5.根据权利要求3所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述围板的前面开窗，在开窗处安装一前面板，前面板的边沿与开窗处的边沿卡接；前面板挡板安装在机架的前方且位于前面板的下侧，用于防止前面板脱落。

6.根据权利要求3所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述围板的一侧安装有用于过滤压缩空气中的水份的过滤器，所述过滤器连接电磁阀组和气管转接头。

7.根据权利要求3所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述喷气组件包括底板和固定在底板正面的多个横纵排列的万向喷气嘴，所述底板固定在2个喷气底板支架上，底板的一侧面安装有多个气管转接头，每个气管转接头通过一条气管与主气路管连接。

8.根据权利要求3所述的智能制造生产线的自动清洗设备，其特征在于，所述收废箱包括内部中空的收集车和漏斗，所述收集车底部的4个角上安装有车轮，收集车的一侧安装有车把，所述漏斗的下方插入收集车顶部的开口内，漏斗的上方边沿与机架顶部的4根横梁的底部抵接。

9.一种智能制造生产线的自动清洗系统，其特征在于，包括放置设备、机器人和如权利要求1至8任一项所述的自动清洗设备；

所述机器人将带有物料的托盘送至自动清洗设备内；

所述自动清洗设备感应到托盘时自动开启压缩空气并对物料进行吹气清洁，当设定的清洗时间到达时输出完成指令给机器人；

所述机器人将带有物料的托板取出并放置到放置设备上；

所述自动清洗设备感应没有托盘时自动关闭气源。

10.根据权利要求9所述的智能制造生产线的自动清洗系统，其特征在于，所述放置设备包括物料工作台和多个固定在物料工作台上的物料定位板；所述物料工作台用于承接清洗好的物料，所述物料定位板用于检测是否放置有物料并输出对应的触发信号给系统。

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