CN112549549B - 自动清洗机及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动清洗机和清洗方法，清洗机包括夹持组件、超声波清洗装置、加液组件和风干装置，夹持组件包括夹持部和带动夹持部移动的第一运动模块，超声波清洗装置包括超声波发生器和若干清洗槽，加液组件用于向清洗槽加入清洗液，风干装置用于对被清洗物进行风干。此自动清洗机，通过夹持组件的夹持部夹持被清洗物，并通过第一运动模块带动夹持部和被清洗物移动到超声波清洗装置和风干装置，超声波清洗装置对被清洗物进行清洗，设置若干清洗槽保证清洗效果，清洗槽内的清洗液使用超过规定次数或受污染时通过加液组件自动加液，整个清洗过程采用全自动，不需要人工手动清洗，提高了生产效率，此发明用于清洗技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及清洗技术领域，特别是涉及一种自动清洗机及清洗方法。
背景技术
3D打印机打印出产品后一般需要对产品进行清洗，特别是对于光固化3D打印机，打印材料采用液态的光敏树脂，打印成型后产品表面会残留附着液态的光敏树脂，目前主要采用人工手动清洗的方法，清水无法清洗光敏树脂，清洗液一般采用高浓度酒精、异丙醇或丙酮等，人工手动清洗会接触液态的光敏树脂和上述的清洗液，长期如此会对人的身体健康造成危害，并且用于批量化生产时，生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种自动清洗机及清洗方法，能够实现自动清洗，提高生产效率。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种自动清洗机，包括：夹持组件，包括夹持部和带动所述夹持部移动的第一运动模块；超声波清洗装置，包括超声波发生器和若干清洗槽；加液组件，用于向所述清洗槽加入清洗液；及风干装置，用于对被清洗物进行风干。
有益效果：此自动清洗机，通过夹持组件的夹持部夹持被清洗物，并通过第一运动模块带动夹持部和被清洗物移动到超声波清洗装置和风干装置，超声波清洗装置对被清洗物进行清洗，设置若干清洗槽保证清洗效果，清洗槽内的清洗液使用超过规定次数或受污染时通过加液组件自动加液，风干装置对被清洗物进行风干，整个清洗过程采用全自动，不需要人工手动清洗，提高了生产效率，并且避免人体接触清洗液或吸入挥发的清洗液气体，防止危害人体身体健康。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述第一运动模块包括水平移动机构和升降机构，水平移动机构和升降机构分别带动夹持部水平移动和升降移动。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述夹持部包括治具和压紧机构，所述治具连接所述第一运动模块，所述治具的两侧设有向中间凹陷的凹槽，所述压紧机构设于所述凹槽中。成型平台的两侧与所述凹槽卡接，再通过压紧机构压紧从而实现成型平台的夹持。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述加液组件包括加液嘴和清洗液桶，所述加液嘴安装于所述夹持部的一侧，所述加液嘴与所述清洗液桶通过管道连接。加液嘴可随夹持部的移动而移动，便于对多个清洗槽进行加液。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述清洗槽包括粗洗槽和精洗槽，所述粗洗槽和精洗槽连接有废弃液桶。采用多个清洗槽能够提高清洗效果。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述清洗槽的上方设有抽风机。抽风机可抽走挥发的清洗液气体，避免污染室内环境而对人体健康造成损害。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述清洗槽的外壁设有冷却装置。冷却装置可降低清洗槽和清洗液的温度，从而减少清洗液的挥发。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述风干装置包括若干喷气的气爪和带动所述气爪上下移动的第二运动模块。第二运动模块带动气爪上下移动，使光敏树脂或清洗液向下流走，提高风干的效率。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述第一运动模块上设有翻转机构，所述翻转机构将所述夹持部翻转90°，所述气爪的下方设有支撑固定翻转90°的被清洗物的支撑架。翻转机构使成型平台上面积较大的底板竖直放置，便于吹落光敏树脂或清洗液，支撑架用于风干装置工作时更加可靠地支撑固定被清洗物，防止被清洗物晃动。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，所述气爪的出风方向与竖直平面的夹角为20°～40°，保证光敏树脂或清洗液顺着风向向下流走，而不会向上溅起。
根据本发明第一方面实施例所述的自动清洗机，还包括固定架，所述固定架包括上层、中层和下层，所述夹持组件固定于所述固定架的上层，所述固定架的中层设有与所述超声波清洗装置滑动连接的滑台，所述固定架的下层设置清洗液桶和废弃液桶。整体结构安装紧凑。
根据本发明的第二方面实施例，提供一种清洗方法，采用上述的自动清洗机清洗被清洗物，包括以下步骤：
a、夹持部夹持被清洗物，第一运动模块带动被清洗物移动到清洗槽；
b、清洗槽内的清洗液若使用超过规定次数或受污染，清洗槽内的清洗液排出，通过加液组件加入新的清洗液；
c、启动超声波发生器，对被清洗物进行清洗；
d、第一运动模块带动被清洗物离开清洗槽，并移动到风干装置，风干装置吹干被清洗物上的清洗液；
所述被清洗物为成型平台，或者所述被清洗物为成型平台和固定于成型平台上的3D打印产品。
有益效果：此清洗方法，清洗成型平台和3D打印产品，或者单独清洗成型平台，由于3D打印产品具有不规则的形状，不利于夹持，通过夹持成型平台，带动成型平台可同时带动3D打印产品移动，从而能够适用于不同形状的3D打印产品的清洗，清洗过程中，通过加液组件自动加入清洗液以及风干装置对成型平台和3D打印产品进行风干，实现3D打印产品的自动清洗，提高生产效率。
根据本发明第二方面实施例所述的清洗方法，3D打印材料为光敏树脂，所述步骤a前，通过风干装置吹走成型平台和3D打印产品上的光敏树脂。先采用风干装置初步吹走成型平台和3D打印产品上的光敏树脂，可避免光敏树脂过快地对清洗液造成污染，防止频繁更换清洗液。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例夹持组件的三维结构示意图；
图3是本发明实施例夹持组件的平面结构示意图；
图4是本发明实施例升降机构的三维结构示意图；
图5是本发明实施例升降机构的平面结构示意图；
图6是本发明实施例超声波清洗装置的结构示意图；
图7是本发明实施例风干装置的平面结构示意图；
图8是本发明实施例风干装置的三维结构示意图；
图9是本发明实施例固定架的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1和图6，本发明实施例自动清洗机，包括夹持组件、超声波清洗装置30、加液组件和风干装置40，其中，夹持组件包括夹持部10和带动夹持部10移动的第一运动模块20，超声波清洗装置30包括超声波发生器31和若干清洗槽32，加液组件用于向清洗槽32加入清洗液，风干装置40用于对被清洗物进行风干。
本自动清洗机，通过夹持组件的夹持部10夹持被清洗物，并通过第一运动模块20带动夹持部10和被清洗物移动到超声波清洗装置30和风干装置40，超声波清洗装置30对被清洗物进行清洗，设置若干清洗槽32保证清洗效果，清洗槽32内的清洗液使用超过规定次数或受污染时通过加液组件自动加液，风干装置40对被清洗物进行风干，整个清洗过程采用全自动，不需要人工手动清洗，提高了生产效率，并且避免人体接触清洗液或吸入挥发的清洗液气体，防止危害人体身体健康。所述规定次数可根据清洗液种类、打印的产品体积、打印的产品的形状等因素来确定，具体数值可根据本领域技术人员经验所得。
采用上述的自动清洗机清洗3D打印产品及成型平台80，即被清洗物为3D打印产品和成型平台80，3D打印产品成型于成型平台80上，清洗方法包括以下步骤：
a、夹持部10夹持成型平台80，第一运动模块20带动成型平台80和3D打印产品移动到清洗槽32；
b、清洗槽32内的清洗液若使用超过规定次数或受污染，清洗槽32内的清洗液排出，通过加液组件自动加入新的清洗液；
c、启动超声波发生器31，对成型平台80和3D打印产品进行清洗；
d、第一运动模块20带动成型平台80和3D打印产品离开清洗槽32，并移动到风干装置40，风干装置40吹干成型平台80和3D打印产品上的清洗液。
现有的手动清洗3D打印产品的方法，将3D打印产品和成型平台80分离后，单独清洗产品。本清洗方法，同时清洗3D打印产品和成型平台80，3D打印产品固定于成型平台80上，由于3D打印产品具有不规则的形状，不利于夹持，通过夹持成型平台80，带动成型平台80可同时带动3D打印产品移动，从而能够适用于不同形状的3D打印产品的清洗，清洗过程中，通过加液组件自动加入清洗液以及风干装置40对成型平台80和3D打印产品进行风干，从而实现3D打印产品的自动清洗，提高生产效率。
可以理解的是，上述的自动清洗机除了可用于清洗成型平台80和3D打印产品外，还可单独用于清洗成型平台80，即将成型平台80与3D打印产品分离后单独清洗成型平台80，其清洗方法及步骤，与同时清洗成型平台80和3D打印产品的相同，在此不做赘述。
在本实施例中，3D打印采用下投影式的3D打印机，3D打印产品(未画出)成型于成型平台80的下表面。
在某些实施例中，3D打印材料为光敏树脂，成型后3D打印产品和成型平台80上会残留液态的光敏树脂，步骤a前，第一运动模块20先带动成型平台80和3D打印产品移动到风干装置40，通过风干装置40吹走成型平台80和3D打印产品上的光敏树脂，然后才移动到清洗槽32进行清洗。与步骤d中风干装置40的作用不同，先采用风干装置40初步吹走成型平台80和3D打印产品上的光敏树脂，可避免光敏树脂过快地对清洗液造成污染，防止频繁更换清洗液，提高清洗液的使用次数，降低生产成本。
参照图1和图6，清洗槽32包括粗洗槽321和精洗槽322，粗洗槽321和精洗槽322连接有废弃液桶70，使用超过规定次数的清洗液排到废弃液桶70。可以理解的是，根据实际需要可增减清洗槽32，例如增加半精洗槽或仅采用一个清洗槽32等，采用多个清洗槽32能够提高清洗效果。第一运动模块20带动被清洗物依次移动到各个清洗槽32中进行清洗。
参照图2和图3，第一运动模块20包括水平移动机构21和升降机构22。水平移动机构21包括轨道211和与轨道211滑动配合的滑块212，通过丝杆螺母传动机构带动滑块212在轨道211上移动，升降机构22安装于滑块212上，升降机构22采用气缸221，气缸221伸长和缩短分别带动夹持部10下降和上升。可以理解的是，水平移动机构21还可采用齿轮齿条机构或同步带等直线传动机构进行驱动，升降机构22还可采用电动缸、液压缸或丝杆螺母传动机构等实现升降。
参照图4和图5，夹持部10包括治具11和压紧机构12，治具11连接气缸221的伸缩杆222，伸缩杆222伸缩带动治具11升降，治具11的左右两侧设有向中间凹陷的凹槽111形成工字型，压紧机构12设于凹槽111中。成型平台80的左右两侧设有与凹槽111卡接的卡接部82，如图2所示，成型平台80卡接于凹槽111，并通过压紧机构12压紧，从而实现成型平台80的夹持，在本实施例中，压紧机构12采用四个小型的针型气缸，分别压紧成型平台80的四角。
参照图1和图4，加液组件包括加液嘴50和清洗液桶60，加液嘴50安装于治具11的一侧，可随夹持部10的移动而移动，便于对多个清洗槽32进行加液，加液嘴50与清洗液桶60通过管道51连接，清洗液桶60中盛装新的清洗液，管道51上设置水泵52。加液时第一运动模块20带动夹持部10移动到相应的清洗槽32，通过水泵52将清洗液桶60中的清洗液泵入加液嘴50，再通过加液嘴50将清洗液注入相应的清洗槽32，从而实现加液。
参照图6，清洗槽32的上方设有抽风机100。超声波发生器31工作会产生热量，造成清洗槽32温度升高，清洗槽32中的清洗液(特别是易挥发的清洗液如酒精、异丙醇或丙酮等)容易受热挥发，采用抽风机100抽走挥发的清洗液气体，避免污染室内环境而对人体健康造成损害。
可选地，清洗槽32的外壁设置冷却装置200，冷却装置200对清洗槽32进行冷却，降低清洗槽32及清洗液的温度，从而减少清洗液的挥发。冷却装置200中装有冷却介质，可以为水或冷气，优选为水，则冷却装置200相当于一水箱，清洗槽32浸泡于水箱内。
参照图7和图8，风干装置40包括若干喷气的气爪41和带动气爪41上下移动的第二运动模块(未画出)，气爪41可连接气泵。第二运动模块上下升降带动气爪41来回移动，从而吹干和吹落成型平台80和3D打印产品上的光敏树脂或清洗液，使光敏树脂或清洗液向下流走，提高风干的效率。第二运动模块可采用气缸、电动缸或丝杆螺母传动机构等。
进一步地，第一运动模块20上设有翻转机构(未画出)，翻转机构将夹持部10翻转90°，从而将成型平台80翻转90°，使成型平台80上面积较大的底板竖直放置，便于吹落光敏树脂或清洗液。翻转机构可设于水平移动机构21的滑块212上，带动升降机构22和夹持部10整体翻转，翻转机构可采用步进电机。
优选地，气爪41的出风方向与竖直平面的夹角为20°～40°，从而保证光敏树脂或清洗液顺着风向向下流走，而不会向上溅起。
第二运动模块带动气爪41上下移动吹落成型平台80上的光敏树脂或清洗液，向上运动时不喷气，向下运动时喷气，从而保证光敏树脂或清洗液只沿一个方向流走，即向下流走。
可选地，气爪41的下方设有支撑固定翻转90°的被清洗物的支撑架42，支撑架42用于风干装置40工作时更加可靠地支撑固定被清洗物，防止被清洗物晃动。在本实施例中，支撑架42上设有若干支撑柱421，成型平台80翻转90°后插于支撑柱421，成型平台80的左右两侧设有与支撑柱421配合的装配槽81。
参照图9，本清洗机固定于固定架90上，固定架90可由型材拼接而成，固定架90包括上层91、中层92和下层93，夹持组件固定于固定架90的上层91，固定架90的中层92设有与超声波清洗装置30滑动连接的滑台921，固定架90的下层93安装清洗液桶60和废弃液桶70，整体结构安装紧凑。通过滑台921可从固定架90的中层92抽出超声波清洗装置30，便于对清洗槽32进行清洗或者对超声波发生器31进行维护。超声波发生器31连接有控制箱33，控制箱33安装于固定架90的下层93，滑台921呈中空状，用于安装拖链，拖链安装超声波发生器31与控制箱33连接的电线，通过控制箱33可控制超声波发生器31的启动和停止。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (12)
1.一种自动清洗机，其特征在于，包括：
夹持组件，包括夹持部和带动所述夹持部移动的第一运动模块；
超声波清洗装置，包括超声波发生器和若干清洗槽；
加液组件，用于向所述清洗槽加入清洗液；及
风干装置，用于对被清洗物进行风干；
所述被清洗物为3D打印产品和成型平台，所述3D打印产品固定于所述成型平台上；
所述风干装置包括若干喷气的气爪，所述第一运动模块上设有翻转机构，所述翻转机构将所述夹持部翻转90°，以将成型平台翻转90°，使成型平台上面积较大的底板竖直放置，所述气爪的下方设有支撑固定翻转90°的成型平台的支撑架。
2.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述第一运动模块包括水平移动机构和升降机构。
3.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述夹持部包括治具和压紧机构，所述治具连接所述第一运动模块，所述治具的两侧设有向中间凹陷的凹槽，所述压紧机构设于所述凹槽中。
4.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述加液组件包括加液嘴和清洗液桶，所述加液嘴安装于所述夹持部的一侧，所述加液嘴与所述清洗液桶通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述清洗槽包括粗洗槽和精洗槽，所述粗洗槽和精洗槽连接有废弃液桶。
6.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述清洗槽的上方设有抽风机。
7.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述清洗槽的外壁设有冷却装置。
8.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述风干装置包括带动所述气爪上下移动的第二运动模块。
9.根据权利要求1所述的自动清洗机，其特征在于：所述气爪的出风方向与竖直平面的夹角为20°～40°。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的自动清洗机，其特征在于：还包括固定架，所述固定架包括上层、中层和下层，所述夹持组件固定于所述固定架的上层，所述固定架的中层设有与所述超声波清洗装置滑动连接的滑台，所述固定架的下层设置清洗液桶和废弃液桶。
11.一种清洗方法，其特征在于，采用权利要求1～10中任一项所述的自动清洗机清洗被清洗物，包括以下步骤：
a、夹持部夹持被清洗物，第一运动模块带动被清洗物移动到清洗槽；
b、清洗槽内的清洗液若使用超过规定次数或受污染，清洗槽内的清洗液排出，通过加液组件加入新的清洗液；
c、启动超声波发生器，对被清洗物进行清洗；
d、第一运动模块带动被清洗物离开清洗槽，并移动到风干装置，风干装置吹干被清洗物上的清洗液；
所述被清洗物为成型平台和固定于成型平台上的3D打印产品。
12.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于：3D打印材料为光敏树脂，所述步骤a前，通过风干装置吹走成型平台和3D打印产品上的光敏树脂。
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