CN113967629A - 一种3c产品玻璃镜片超声波清洗机及清洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于3C产品玻璃镜片清洗的超声波清洗机及其清洗方法，该超声波清洗机包括机架，机架内依次布置上料平台、清洗单元、下料平台和隧道烘干炉，以及工件传送设备。所述清洗单元由5组超声波清洗单元、2组喷淋清洗单元和慢拉脱水单元等槽组排列构成，采用超声波加抛动清洗的方式，逐步提升工件清洁度。机列设置带正压风机的封闭罩，防尘并保持微正压，槽体上设置抽气口或抽风小孔抽取水蒸气，隧道烘干炉出口设置负离子风机以除静电，这些设置有效防止工件二次污染。清洗单元的清洗水在槽体与储液箱间回流复用，节约用水。排水总管从纯水箱内部穿过将热量传导至新鲜水，充分利用余热，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及采用超声波振动清洗的技术领域，具体涉及一种用于3C产品玻璃镜片清洗的超声波清洗机以及清洗方法。
背景技术
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。随着社会的进步，各生产商对清洗的要求越来越高，因此超声波清洗的应用也越发普遍，多种超声波清洗机也相继开发问世。CN201620699306.5公开了一种多槽位超声波清洗机，它将多个超声波清洗装置、喷淋装置、干燥装置按照一定次序排列布置，并在机列上方设置传送装置，所述传送装置可以实现工件的提升和横移，但该机列没有抛动装置，清洗过程中为了提高清洗效率，往往要求工人对物件进行人工抛动操作，频率和幅度不精准，并且要同时照顾机列上的多个槽位，每槽位的抛动时间有限，工人劳动强度也大。CN201620417407.9公开的一种超声波清洗机的抛动装置，该装置采用电机带动偏心轮的抛动齿轮拉动连接在抛动装置的链带来实现洗篮托架的上下抛动。该装置虽然实现了清洗过程中的自动抛动，但是由于在机列内多出一套装置且不具备提升横移等功能，会使机列结构复杂化，压缩机列内的空间。因此，超声波清洗机由于包括多种设备，更应综合考虑，达到清洁效果好、结构优化、节能降耗的目标。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种超声波清洗机，特别是适用于3C产品玻璃镜片清洗的超声波清洗机及清洗方法。该清洗机结构优化，节能降耗，通过对3C产品玻璃镜片产品进行多槽位的清洗作业，达到3C产品玻璃镜片严格的清洁度要求，并能防止二次污染。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明的设计方案是：
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于清洗3C产品玻璃镜片的超声波清洗机，包括机架，所述机架外部设置设备封闭罩，使整个机列处于封闭的环境，防止车间粉尘污染清洗的工件。机架内由进口向出口方向依次设置有上料平台、清洗单元、下料平台、一个位于下料平台上的隧道烘干炉，以及工件传送设备；所述清洗单元包括由机列进口向出口依次排列的第1组超声波清洗单元、第1组喷淋清洗单元、第2组纯水超声波清洗单元、第3组高纯水超声波清洗单元、第2组喷淋清洗单元、第4组高纯水超声波清洗单元、第5组高纯水超声波清洗单元、高纯水慢拉脱水单元。
多组清洗单元的设置，有利于逐步提高工件的清洁度，并随着清洗位置的后移，相应的水质要求也越来越高，由市政清水上升到工业纯水并进一步上升到工业高纯水。在第1组超声波清洗单元和第3组高纯水超声波清洗单元之后分别设置一组喷淋清洗单元，可以有效阻止前序清洗槽液进入后序清洗槽组。高纯水高温慢拉脱水是玻璃产品高精度清洗必不可少的工序，可以有效形成均匀的热纯水膜，迅速散失表面水分，实现表面高清洁度目的，为后续干燥奠定有利基础，因此在机列的最后配置高纯水慢拉脱水单元。
所述第1组超声波清洗单元由依次排列的3个清洗槽组成，第2组纯水超声波清洗单元由依次排列的2个清洗槽组成；所述第3组和第4组高纯水超声波清洗单元均由依次排列的2个清洗槽组成；所述第5组高纯水超声波清洗单元由依次排列的3个清洗槽组成。所述清洗槽内的底部设有超声波震板，以产生清洗所用的超声波，高频超声波可以在玻璃镜片表面产生“空化效应”，促使玻璃表面的污垢能够迅速脱落。
所述清洗槽内的底部还设有加热器，加热器与温控系统连接，用于控制槽内的温度；所述清洗槽的上部设有溢流口，底部设置进水口；清洗槽与储液箱管道连通，储液槽向清洗槽补充过滤后的清洗水，并接收清洗槽溢流出的清洗水。
所述储液箱内的底部设有加热器，加热器与温控系统连接，用于控制储液箱内的温度；所述储液箱与循环泵管道连接，循环泵出口连接有过滤器，过滤后的液体再投入使用；储液箱与纯水预热箱管道连通，从纯水预热箱获得新鲜水补充。
所述第1组超声波清洗单元和第2组纯水超声波清洗单元中的清洗槽各与1个储液箱管道连通，即清洗槽的溢流水从清洗槽上部的溢流口通过管道回流至储液箱，储液箱通过循环泵再经过滤器过滤的清洗水通过管道连接清洗槽下部的进水口进入清洗槽，达到循环用水的目的。
所述第3组和第4组高纯水超声波清洗单元中，每组的第1个清洗槽上部设置的溢流口与储液箱管道连通，第2个清洗槽的溢流口与第1个清洗槽入水口管道连通，第2个清洗槽的清洗水通过溢流口进入第1个清洗槽，第2个清洗槽的进水口与储液箱管道连通。这样，后槽的清洗水可以用于前槽的清洗，因为工件越往后清洗，其本身的清洁度越高，后槽的清洗水的纯度依然可以满足前槽的清洗要求，这样就可以充分利用清洗水。
所述第5组高纯水超声波清洗单元的第1个清洗槽上部设置的溢流口与储液箱管道连通，第2个清洗槽的溢流口与第1个清洗槽进水口管道连通，第3个清洗槽的溢流口与第2个清洗槽进水口管道连通，第3个清洗槽的进水口与储液箱管道连通；第3个清洗槽的进水口也与纯水预热箱连通，以便在清洗效果异常时直接注入新鲜水。这样的设置方式既能充分利用清洗水，又可以在出现清洗效果异常情况时，直接注入新鲜水。
所述第1组和第2组喷淋清洗单元均包括1个清洗槽，槽体上部缸盖设置有均布的喷嘴，喷嘴与喷淋管连接，所述缸盖与工件抛动及提升机构相连，当工件进入槽体时自动开始喷淋，喷淋结束时与提升机构一起提升，上述动作由PLC控制完成。喷淋管分别由喷淋泵从所述第2组纯水超声波清洗单元和第4组高纯水超声波清洗单元连接的储液箱抽取经过滤后提供用水，也可单独供水。这种设置方式起到充分利用循环水的作用。槽体底部设敞开排液阀，喷淋水汇入槽底后管道排出至车间排放总管，避免污染车间。
所述高纯水慢拉脱水单元的槽体进水口与纯水预热箱管道连通，槽体上部设置的溢流口通过管道与所述第5组高纯水超声波清洗单元连接的储液箱管道连通，也和第五组的第1和第2个清洗槽的进水口管道连通，液满溢流至储液箱和清洗槽；这样的设置可以充分利用清洗水。
所述高纯水慢拉脱水单元还包括慢拉提升机构；所述慢拉提升机构将洗篮托架连同洗篮从水中缓慢提升；所述槽体上部设有抽风小孔，将溢出水蒸汽抽走，防止水气再次粘附工件。
所述纯水预热箱的内部穿过有设备的排水总管，机列排出的带余热废水从排水总管穿过纯水预热箱时可将热量传导至新鲜纯水，可以充分利用废水热量，节省能耗。
超声波清洗机的工件传送设备包括入口提升装置、工件抛动及提升机构、工件横移机构、慢拉提升机构、出口提升装置，通过这些装置将装载工件的洗篮从上料平台依次转送到各单元直至下料平台；机列入口端还设有电控柜及控制面板，对机列的工件传送设备进行自动化控制。
所述工件抛动及提升机构设置在清洗单元的槽体旁，包括抛动架和抛动电机，抛动电机的输出轴固定连接偏心轮；抛动架与洗篮托架固定连接，与下方设有凸销，凸销插入固定连接在槽体外侧的环套，凸销下部顶端与偏心轮滑动连接，偏心轮在抛动电机驱动下旋转，带动凸销沿环套上下滑动，从而实现抛动架带动洗篮托架以及工件的抛动。通过偏心轮带动洗篮在清洗槽内做上下运动，运行稳定性好好，噪声小；清洗过程中工件均匀地抛动，可以增加工件与液体的摩擦，有利于表面污垢迅速脱落，提高清洗效果。
所述工件抛动及提升机构还包括与抛动架固定连接的套筒，所述套筒可滑动地套接在连接机架与槽体外侧托架上的滑杆，套筒还与连接链轮的链条固定连接；所述链轮分为成对的两组，一组固定设置在连接杆的两端，另一组对应地设置在机架顶部；连接杆的一端与提升电机固定连接，提升电机驱动链轮转动，带动固定在链条上的套筒上下移动，从而实现抛动架以及洗篮托架的提升和下降；所述链轮在抛动架抛动时可随动旋转。将工件抛动机构和工件提升机构组合到一起，简化了机械机构，优化了机内空间。
所述工件横移机构包括位于槽口两侧的夹臂，与夹臂连接的气缸，所述夹臂在气缸的驱动下向中间运动，可夹紧并托住被工件抛动及提升机构提升至槽口的洗篮；所述气缸通过支承结构滑动连接在丝杆上，所述丝杆可旋转的固定在清洗单元侧面，从上料平台的入口提升装置处一直延伸到下料平台入口侧的出口提升装置处；丝杆与横移电机输出轴连接，在横移电机的带动下旋转，从而驱动气缸以及夹臂沿丝杆移动到下一槽位。
在超声波清洗机的下料平台上设置隧道烘干炉，所述隧道烘干炉包括中间填充保温材料的双层结构的烘干腔，隧道烘干炉的两端设置有气动封闭门，烘干腔顶部设置进气过滤器；所述隧道烘干炉还包括增压风机，增压风机的出风口通过进气风道连接到烘干腔的顶部的进风罩；所述进气风道设置有加热腔，加热腔内设置有加热器，加热器将空气加热后通过进气风道从进风罩经进气过滤器过滤后进入烘干腔，烘干工件；烘干腔底部设置排气风道，排气风道设有排气过滤器，排气过滤器一端连接增压风机进气口，一侧连接排气口，使一部分带水蒸气的炉气排出，一部分经过滤后的炉气再次进入炉内，可以将大部分热量仍然保持在炉内，起到保温节能的作用。
优选的，在所述隧道烘干炉的出口侧设置有负离子风机，对工件去除静电和冷却，可以防止由于静电吸引灰尘粘附。
优选的，所述设备封闭罩在位于高纯水慢拉脱水单元顶部的位置设置有正压风机，以保持设备封闭罩内部正压，防止外部空气污染已清洗干净的工件；机架内所有的槽体上部设置抽气口，抽气口管道汇总后由抽气系统排至厂房抽风系统；机架底部设有接液盘，最低处设手动阀门并连接软管，便于人工放出废液，防止漏液污染车间。
采用上述3C产品玻璃镜片超声波清洗机进行玻璃镜片清洗的方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃镜片合理布局装入洗篮，放置在上料平台的传输链条上，通过链条传输进清洗机的进料口，由入口提升装置提升至槽口位置上方，再由工件横移机构将洗篮夹托至第1组超声波清洗单元的第1个槽体的上方，松开夹臂将洗篮放置在与工件抛动及提升机构固定连接的洗篮托架，再由工件抛动及提升装置将洗篮下降至槽体中进行超声波清洗；清洗时通过工件抛动及提升装置上下抛动工件，各槽的抛动频率均为15次/分，抛动距离均为50mm；清洗完成后，通过工件抛动及提升装置将洗篮提升至槽口，再由工件横移机构夹托横移至下一槽口，后续工件在机列各槽体的移动方式与此相同；
步骤2，对洗篮的工件逐槽进行清洗，具体清洗过程按如下顺序进行：
所述第1组超声波清洗单元各槽体的清洗过程及工艺参数为：
清洗槽均采用水溶性洗剂清洗，液温为30～50℃；清洗时，第1个清洗槽的超声波频率和功率为28KHz和1.8KW，第2和第3槽的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；第1～3个清洗槽对应的储液箱的过滤器级别分别为30μm、20μm、10μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第1组喷淋清洗单元的清洗过程及工艺参数为：
采用工业纯水喷淋，液温为室温；每篮清洗时间为3～6min；
所述第2组纯水超声波清洗单元的清洗过程及工艺参数为：
清洗槽均采用工业纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱的过滤级别均为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第3组高纯水超声波清洗单元的清洗过程及工艺参数为：
清洗槽均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第2组喷淋清洗单元的清洗过程及工艺参数为：
采用工业高纯水喷淋，液温为室温；每篮清洗时间为3～6min；
所述第4组高纯水超声波清洗单元的清洗过程及工艺参数为：
清洗槽均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第5组高纯水超声波清洗单元的清洗过程及工艺参数为：
清洗槽均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽的超声波频率和功率均为68KHz和1.8KW；对应的储液箱的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述高纯水慢拉脱水单元的慢拉过程及参数为：
采用工业高纯水，液温60～75℃；慢拉提升速度为0～1000mm/min，慢拉时间为3～6min；
步骤3，通过工件横移机构与出口提升装置将洗篮转移至下料平台的传输链条上，打开进口侧气动封闭门，传输链条步进移动至隧道烘干炉，烘干的具体工艺为：烘干温度80～100℃，每篮炉中停留时间9～18min；完成烘干后，打开出口侧气动封闭门，传输链条将洗篮步进移出隧道烘干炉，设置在出口侧的负离子风机对工件进行去除静电和冷却，由工人将冷却后的洗篮及时取走。
(三)有益效果
本发明有如下有益效果：
1、超声波清洗机设置了多达15道次的清洗、喷淋及慢拉槽组，采用超声波加抛动清洗的方式，可逐步提升工件的清洁度，并最终获得高度清洁的工件表面。
2、将工件抛动机构和工件提升机构组合到一起，简化了机械结构，优化了机内空间；通过工件提升机构和工件横移机构的配合，实现了全机列工件向后续清洗环节的步进，过程全部自动化控制，提高了生产效率。
3、清洗单元的清洗水溢流回流复用设置方式可以有效循环利用清洗水，并充分利用清洗水的清洗能力，达到节水的目的。排水总管从纯水箱内部穿过，将热量传导至新鲜水，起到了充分利用热量，节省能耗的作用。
4、机架外设置设备封闭罩，将清洗单元与外界隔离，并设置正压风机，保持封闭罩内正压，有效防止外界空气中的微尘污染清洗后的工件；高纯水慢拉脱水单元为了更好实现工件表面的高清洁度，在槽体上部设置了抽风小孔，可以将溢出水蒸气抽走，防止水气再次附着提出水面的工件，隧道烘干炉排气风道的过滤分流设计可以将大部分高温炉气循环再利用，有效降低能耗；出口侧设置的负离子风机可以去除工件的静电，并对工件进行冷却，防止表面静电吸附灰尘。这些措施有效防止了工件的二次污染。
附图说明
图1为本发明的整体结构正视图；
图2为本发明的整体结构俯视图；
图3为本发明的工件抛动及提升机构以及工件横移机构的侧视图；
图4为本发明的工件抛动及提升机构的俯视图；
图5为本发明的隧道烘干炉的结构侧视图；
图6为本发明的隧道烘干炉的结构正视图；
图7为本发明的隧道烘干炉的结构俯视图。
图中：1-上料平台；2-洗篮；3-电控柜及面板；41-入口提升装置；5-第1组超声波清洗单元；51-第1组第1清洗槽；52-第1组第2清洗槽；53-第1组第3清洗槽；501-清洗槽加热器；502-超声波震板；503-溢流口；504-进水口；6-第1组喷淋清洗单元；7-第2组纯水超声波清洗单元；71-第2组第1清洗槽；72-第2组第2清洗槽；8-第3组高纯水超声波清洗单元；81-第3组第1清洗槽；82-第3组第2清洗槽；9-第2组喷淋漂洗单元；10-第4组高纯水超声波清洗单元；101-第4组第1清洗槽；102-第4组第2清洗槽；11-第5组高纯水超声波清洗单元；111-第5组第1清洗槽；112-第5组第2清洗槽；113-第5组第3清洗槽；12-高纯水慢拉脱水单元；121-抽风小孔；122-慢拉提升机构；13-隧道烘干炉；131-气动封闭门；132-烘干腔；133-加热腔；134-加热器；135-进气风道；136-进风罩；137-进气过滤器；138-增压风机；139-排气风道；1310-排气过滤器；1311-排气口；1312-负离子风机；14-下料平台；15-工件抛动及提升机构；151-抛动架；152-抛动电机；153-偏心轮；154-提升电机；155-洗篮托架；156-滑杆；157-套筒；158-凸销；159-环套；1510-链轮；1511-连接杆；16-工件横移机构；161-夹臂；162-气缸；163-丝杆；164-横移电机；17-储液箱；1701-储液箱加热器；1702-循环泵；18-设备封闭罩及抽压风系统；181-设备封闭罩；182-正压风机；183-抽气系统；19-机架；20-纯水预热箱；21-接液盘；42-出口提升装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1
参见图1、图3，3C产品玻璃镜片超声波清洗机，包括机架(19)，所述机架外部设置设备封闭罩(181)，使整个机列处于封闭的环境，防止车间粉尘污染清洗的工件，为了更好的达到防尘的效果，所述设备封闭罩在位于高纯水慢拉脱水单元(12)顶部的位置设置有正压风机(182)，用来保持设备封闭罩(181)内部微正压，防止外部空气中的微尘进入，二次污染已清洗干净的工件。此外，机架(19)内所有的槽体上部设置抽气口，抽走清洗槽的冒出的水蒸气，防止水蒸气在封闭罩内弥漫，二次污染清洗后的工件，以及导致机架等金属件凝结水汽而造成锈蚀；抽气口管道汇总后由抽气系统(183)排至厂房抽风系统。所述正压风机(182)的风量必须略大于抽气系统(183)的抽风量，这样才能保持设备封闭罩内微正压。所述正压风机(182)出风口设有过滤板，过滤外部空气中的微尘。
参见图1、图2，所述机架(19)内由进口向出口方向依次设置有上料平台(1)、清洗单元、下料平台(14)、一个位于下料平台(14)上的隧道烘干炉(13)，以及工件传送设备；所述清洗单元包括由机列进口向出口依次排列的第1组超声波清洗单元(5)、第1组喷淋清洗单元(6)、第2组纯水超声波清洗单元(7)、第3组高纯水超声波清洗单元(8)、第2组喷淋清洗单元(9)、第4组高纯水超声波清洗单元(10)、第5组高纯水超声波清洗单元(11)、高纯水慢拉脱水单元(12)。机架底部设有接液盘(21)，最低处设手动阀门并连接软管，便于人工放出废清洗液，防止漏液污染车间。
上述多达8组清洗单元的设置，有利于逐步提高工件的清洁度，并随着清洗位置的后移，相应的水质要求也越来越高，由市政清水上升到工业纯水并进一步上升到工业高纯水。在第1组超声波清洗单元(5)和第3组高纯水超声波清洗单元(8)之后分别设置一组喷淋清洗单元(6；9)，可以有效阻止前序清洗槽液进入后序清洗槽组；工件在经过前3组超声波清洗单元清洗后，清洁度已经提高到相当的水平，可以进行后两组高纯水超声波清洗单元继续清洗。高纯水高温慢拉脱水是玻璃产品高精度清洗必不可少的工序，可以有效形成均匀的热纯水膜，迅速散失表面水分，实现表面高清洁度目的，为后续干燥奠定有利基础，因此在机列清洗单元的最后段配置高纯水慢拉脱水单元(12)。
参见图1、图3，超声波清洗机的每组超声波清洗单元均由2～3个相同的清洗槽组成，所述第1组超声波清洗单元(5)由依次排列的3个清洗槽组成，第2组纯水超声波清洗单元(7)由依次排列的2个清洗槽组成；所述第3组和第4组高纯水超声波清洗单元(8；10)均由依次排列的2个清洗槽组成；所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)由依次排列的3个清洗槽组成。所述清洗槽内的底部设有超声波震板(502)，以产生清洗所用的超声波，高频超声波可以在玻璃镜片表面形成大量微小的气泡，气泡内爆并在气泡点产生巨大震动，也即产生“空化效应”，促使玻璃表面的污垢迅速脱落。
参见图1、图2、图3，所述清洗槽内的底部还设有加热器(501)，加热器(501)与温控系统连接，用于控制槽内的温度；所述清洗槽的上部设有溢流口(503)，底部设置进水口(504)；清洗槽与储液箱(17)管道连通，储液槽(17)向清洗槽补充过滤后的清洗水，并接收清洗槽溢流出的清洗水。所述储液箱(17)内的底部设有加热器(1701)，加热器(1701)与温控系统连接，用于控制储液箱内的温度；所述储液箱(17)与循环泵(1702)管道连接，循环泵(1702)出口连接有过滤器，过滤后的液体再投入使用；储液箱(17)与纯水预热箱(20)管道连通，从纯水预热箱(20)获得新鲜水补充。
参见图1、图2，考虑到工件在前两组超声波清洗单元清洗时，表面污染程度比较大，所述第1组超声波清洗单元(5)和第2组纯水超声波清洗单元(7)中的清洗槽(51、52、53；71、72)各与1个储液箱(171、172、173；174、175)管道连通，即每个清洗槽的溢流水从溢流口通过管道回流至对应的储液箱，储液箱通过循环泵(1702)再经过滤器过滤的清洗水通过管道连接清洗槽下部的进水口(504)进入清洗槽，达到循环用水的目的。
到工件完成前两组超声波清洗单元的清洗后，污染程度下降，所述第3组和第4组高纯水超声波清洗单元(8；10)中采用高纯水进行清洗，每组的第1个清洗槽(81；101)上部设置的溢流口与储液箱(176；177)管道连通，第2个清洗槽(82；102)的溢流口与第1个清洗槽(81；101)入水口管道连通，第2个清洗槽(82；102)的清洗水通过溢流口(503)进入第1个清洗槽(81；101)，第2个清洗槽(82；102)的进水口与储液箱(176；177)管道连通。这样，后槽的清洗水可以用于前槽的清洗，因为工件越往后清洗，其本身的清洁度越高，后槽的清洗水的纯度依然可以满足前槽的清洗要求，这样就可以充分利用价格较高的工业高纯水。
所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)的第1个清洗槽(111)上部设置的溢流口与储液箱(178)管道连通，第2个清洗槽(112)的溢流口与第1个清洗槽(111)进水口管道连通，第3个清洗槽(113)的溢流口与第2个清洗槽(112)进水口管道连通，第3个清洗槽(113)的进水口与储液箱(178)管道连通；第3个清洗槽(113)的进水口也与纯水预热箱(20)连通，以便在清洗效果异常时直接注入新鲜水。这样的设置方式既能充分利用清洗水，又可以在出现清洗效果异常情况时，直接注入新鲜水。
所述第1组和第2组喷淋清洗单元(6；9)均包括1个清洗槽，槽体上部缸盖设置有均布的喷嘴，喷嘴与喷淋管连接，所述缸盖与工件抛动及提升机构(15)相连，当工件进入槽体时自动开始喷淋，喷淋结束时与提升机构一起提升，上述动作由PLC控制完成。喷淋管分别由喷淋泵从所述第2组纯水超声波清洗单元(7)和第4组高纯水超声波清洗单元(10)连接的储液箱(174；177)抽取经过滤后提供用水，也可单独供水。这种设置方式起到充分利用循环水的作用。槽体底部设敞开排液阀，喷淋水汇入槽底后管道排出至车间排放总管，避免污染车间。
所述高纯水慢拉脱水单元(12)的槽体进水口与纯水预热箱(20)管道连通，槽体上部设置的溢流口通过管道与所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)连接的储液箱(178)管道连通，也和第五组的第1和第2个清洗槽(111、112)的进水口管道连通，液满溢流至储液箱(178)和清洗槽(111、112)，这样的设置可以充分利用清洗水。所述高纯水慢拉脱水单元(12)还包括慢拉提升机构(122)；所述慢拉提升机构(122)将洗篮托架(155)连同洗篮从水中缓慢提升；所述槽体上部设有抽风小孔(121)，将溢出水蒸汽抽走，防止水气再次粘附工件。
所述纯水预热箱(20)的内部穿过有设备的排水总管，机列排出的带余热废水从排水总管穿过纯水预热箱(20)时可将热量传导至新鲜纯水，可以充分利用废水热量，节省能耗。
参见图1、图2、图6，超声波清洗机的工件传送设备包括入口提升装置(41)、工件抛动及提升机构(15)、工件横移机构(16)、慢拉提升机构(122)、出口提升装置(42)，通过这些装置将装载工件的洗篮(2)从上料平台(1)依次转送到各单元直至下料平台(14)；机列入口端还设有电控柜及控制面板(3)，对机列的工件传送设备进行自动化控制。
参见图3，所述工件抛动及提升机构(15)设置在清洗单元的槽体旁，包括抛动架(151)和抛动电机(152)，抛动电机(152)的输出轴固定连接偏心轮(153)；抛动架(151)与洗篮托架(155)固定连接，与下方设有凸销(158)，凸销(158)插入固定连接在槽体外侧的环套(159)，凸销(158)下部顶端与偏心轮(153)滑动连接，偏心轮(153)在抛动电机(152)驱动下旋转，带动凸销(158)沿环套(159)上下滑动，从而实现抛动架(151)带动洗篮托架(155)以及工件的抛动。通过偏心轮(153)带动洗篮(2)在清洗槽内做上下运动，运行稳定性好好，噪声小；清洗过程中工件均匀地抛动，可以增加工件与液体的摩擦，有利于表面污垢迅速脱落，提高清洗效果。
参见图3、图4，所述工件抛动及提升机构(15)还包括与抛动架(151)固定连接的套筒(157)，所述套筒(157)可滑动地套接在连接机架(19)与槽体外侧托架上的滑杆(156)，套筒(157)还与连接链轮(1510)的链条固定连接；所述链轮(1510)分为成对的两组，一组固定设置在连接杆(1511)的两端，另一组对应地设置在机架顶部；连接杆(1511)的一端与提升电机(154)固定连接，提升电机(154)驱动链轮(1510)转动，带动固定在链条上的套筒(157)上下移动，从而实现抛动架(151)与洗篮托架(155)的提升和下降；所述链轮(1510)在抛动架(151)抛动时可随动旋转。将工件抛动机构和工件提升机构组合到一起，简化了机械机构，优化了机内空间。
参见图1、图2、图3、图6，所述工件横移机构(16)包括位于槽口两侧的夹臂(161)，与夹臂(161)连接的气缸(162)，所述夹臂(161)在气缸(162)的驱动下向中间运动，可夹紧并托住被工件抛动及提升机构(15)提升至槽口的洗篮(2)；所述气缸(162)通过支承结构滑动连接在丝杆(163)上，所述丝杆(163)可旋转的固定在清洗单元侧面，从上料平台(1)的入口提升装置(41)处一直延伸到下料平台(14)入口侧的出口提升装置(42)处；丝杆(163)与横移电机(164)输出轴连接，在横移电机的带动下旋转，从而驱动气缸(162)以及夹臂(161)沿丝杆(163)移动到下一槽位。
参见图5、图6、图7，在超声波清洗机的下料平台(14)上设置隧道烘干炉(13)，所述隧道烘干炉(13)包括中间填充保温材料的双层结构的烘干腔(132)，隧道烘干炉(13)的两端设置有气动封闭门(131)，烘干腔(132)顶部设置进气过滤器(137)；所述隧道烘干炉(13)还包括增压风机(138)，增压风机(138)的出风口通过进气风道(135)连接到烘干腔(132)的顶部的进风罩(136)；所述进气风道(135)设置有加热腔(133)，加热腔(133)内设置有加热器(134)，加热器(134)将空气加热后通过进气风道(135)从进风罩(136)经进气过滤器(137)过滤后进入烘干腔(132)，烘干工件；烘干腔(132)底部设置排气风道(139)，排气风道(139)设有排气过滤器(1310)，排气过滤器(1310)一端连接增压风机(138)进气口，一侧连接排气口(1311)，使一部分带水蒸气的炉气排出，一部分经过滤后的炉气再次进入炉内，可以将大部分热量仍然保持在炉内，起到保温节能的作用。在所述隧道烘干炉(13)的出口侧设置有负离子风机(1312)，对工件去除静电和冷却，可以防止由于静电吸引灰尘粘附。
实施例2
参见图1～7，采用上述3C产品玻璃镜片超声波清洗机进行玻璃镜片清洗的方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃镜片合理布局装入洗篮(2)，放置在上料平台的传输链条上，通过链条传输进清洗机的进料口，由入口提升装置(41)提升至槽口位置上方，再由工件横移机构(16)将洗篮(2)夹托至第1组超声波清洗单元(5)的第1个槽体(51)的上方，松开夹臂(161)将洗篮(2)放置在与工件抛动及提升机构(15)固定连接的洗篮托架(155)，再由工件抛动及提升装置(15)将洗篮(2)下降至槽体中进行超声波清洗；
清洗时，启动抛动电机(152)驱动工件抛动及提升装置(15)上下抛动工件，各槽的抛动频率均为15次/分，抛动距离均为50mm；
清洗完成后，启动提升电机(154)驱动工件抛动及提升装置(15)将洗篮(2)提升至槽口，再由工件横移机构(16)夹托横移至下一槽口，后续工件在机列各槽体的移动方式与此相同；
步骤2，对洗篮(2)的工件逐槽进行清洗，具体清洗过程按如下顺序进行：
所述第1组超声波清洗单元(5)各槽体的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(51、52、53)均采用水溶性洗剂清洗，液温为30～50℃；清洗时，第1个清洗槽(51)的超声波频率和功率为28KHz和1.8KW，第2和第3槽(52、53)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；第1～3个清洗槽(51、52、53)对应的储液箱(171、172、173)的过滤器级别分别为30μm、20μm、10μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第1组喷淋清洗单元(6)的清洗过程及工艺参数为：采用工业纯水喷淋，液温为室温；每篮清洗时间为3～6min；
所述第2组纯水超声波清洗单元(7)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(71、72)均采用工业纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(71、72)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱(174、175)的过滤级别均为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第3组高纯水超声波清洗单元(8)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(81、82)均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(81、82)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱(176)的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第2组喷淋清洗单元(9)的清洗过程及工艺参数为：采用工业高纯水喷淋，液温为室温；每篮清洗时间为3～6min；
所述第4组高纯水超声波清洗单元(10)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(101、102)均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(101、102)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱(177)的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(111、112、113)均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(111、112、113)的超声波频率和功率均为68KHz和1.8KW；对应的储液箱(178)的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述高纯水慢拉脱水单元(12)的慢拉过程及参数为：采用工业高纯水，液温60～75℃；慢拉提升速度为0～1000mm/min，慢拉时间为3～6min；
步骤3，通过工件横移机构(16)与出口提升装置(42)将洗篮(2)转移至下料平台(14)的传输链条上，打开进口侧气动封闭门(131)，传输链条步进移动至隧道烘干炉(13)，烘干的具体工艺为：烘干温度80～100℃，每篮炉中停留时间9～18min；
完成烘干后，打开出口侧气动封闭门(131)，传输链条将洗篮(2)步进移出隧道烘干炉(13)，设置在出口侧的负离子风机(1312)对工件进行去除静电和冷却，由工人将冷却后的洗篮取走。
由于全机列是联动步进的，上述每篮在每个清洗单元等工艺段的处理时间均相同，优选处理时间为3min，慢拉提升速度优选150mm/min，这样全机列每小时可清洗20篮工件。
本发明中超音波清洗的基本原理：
超声波清洗是指使用高于20KHz的超声波信号，由换能器转换成高频机械振荡，并传输到清洗液中。超声波振荡疏密交替在清洗液中向前辐射，使液体流动并产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波负压区形成生长，而在正压区迅速爆破，产生超过1000个大气压的瞬间高压，称为超声清洗的“空化现象”。本发明利用了这一原理，采用高频超声波可以在玻璃镜片表面形成大量微小的气泡，气泡内爆并在气泡点产生巨大震动，也即产生“空化效应”，促使玻璃表面的污垢迅速脱落，达到清洗效果。此外，本发明在超声波清洗过程中，还依靠系统自身不停地作上下运动，增加了液体的摩擦，从而使玻璃表面的污垢能够迅速脱落，实现其高清洁度的目的。本发明采用了符合环保要求且使用成本较经济的纯水清洗，经过有效地多次清洗、脱水、切水及干燥使之达到高洁净度要求。
上述结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背本发明的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。
Claims (10)
1.一种3C产品玻璃镜片超声波清洗机，包括机架(19)，其特征在于，
所述机架(19)内由进口向出口方向依次设置有上料平台(1)、清洗单元、下料平台(14)、一个位于下料平台(14)上的隧道烘干炉(13)，以及工件传送设备；
所述清洗单元包括由机列进口向出口依次排列的第1组超声波清洗单元(5)、第1组喷淋清洗单元(6)、第2组纯水超声波清洗单元(7)、第3组高纯水超声波清洗单元(8)、第2组喷淋清洗单元(9)、第4组高纯水超声波清洗单元(10)、第5组高纯水超声波清洗单元(11)、高纯水慢拉脱水单元(12)；
所述工件传送设备，包括入口提升装置(41)、工件抛动及提升机构(15)、工件横移机构(16)、慢拉提升机构(122)、出口提升装置(42)，通过这些装置将装载工件的洗篮(2)从上料平台(1)依次转送到各单元直至下料平台(14)；机列入口端还设有电控柜及控制面板(3)，对机列进行自动化控制。
2.根据权利要求1所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述工件抛动及提升机构(15)设置在清洗单元的槽体旁，包括抛动架(151)和抛动电机(152)，抛动电机(152)的输出轴固定连接偏心轮(153)；抛动架(151)与洗篮托架(155)固定连接，与下方设有凸销(158)，凸销(158)插入固定连接在槽体外侧的环套(159)，凸销(158)下部顶端与偏心轮(153)滑动连接，偏心轮(153)在抛动电机(152)驱动下旋转，带动凸销(158)沿环套(159)上下滑动，从而实现抛动架(151)带动洗篮托架(155)以及工件的抛动；
所述工件抛动及提升机构(15)还包括与抛动架(151)固定连接的套筒(157)，所述套筒(157)可滑动地套接在连接机架(19)与槽体外侧托架上的滑杆(156)，套筒(157)还与连接链轮(1510)的链条固定连接；
所述链轮(1510)分为成对的两组，一组固定设置在连接杆(1511)的两端，另一组对应地设置在机架顶部；连接杆(1511)的一端与提升电机(154)固定连接，提升电机(154)驱动链轮(1510)转动，带动固定在链条上的套筒(157)上下移动，从而实现抛动架(151)与洗篮托架(155)的提升和下降；所述链轮(1510)在抛动架(151)抛动时可随动旋转。
3.根据权利要求1的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述工件横移机构(16)包括位于槽口两侧的夹臂(161)，与夹臂(161)连接的气缸(162)，所述夹臂(161)在气缸(162)的驱动下向中间运动，可夹紧并托住被工件抛动及提升机构(15)提升至槽口的洗篮(2)；
所述气缸(162)通过支承结构滑动连接在丝杆(163)上，丝杆(163)与横移电机(164)输出轴连接，在横移电机的带动下旋转，从而驱动气缸(162)以及夹臂(161)沿丝杆(163)移动到下一槽位；所述丝杆(163)可旋转的固定在清洗单元侧面，从上料平台(1)的入口提升装置(41)处一直延伸到下料平台(14)入口侧的出口提升装置(42)处。
4.根据权利要求1所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述第1组和第2组喷淋清洗单元(6；9)均包括1个清洗槽，槽体上部缸盖设置有均布的喷嘴，喷嘴与喷淋管连接，喷淋管由喷淋泵提供用水，也可单独供水；槽体底部设敞开排液阀，喷淋水汇入槽底后管道排出至车间排放总管；所述缸盖与工件抛动及提升机构(15)相连，当工件进入槽体时自动开始喷淋，喷淋结束时与提升机构一起提升。
5.根据权利要求1所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述高纯水慢拉脱水单元(12)包括槽体和慢拉提升机构(122)；所述慢拉提升机构(122)将洗篮托架(155)连同洗篮(2)从水中缓慢提升；所述槽体上部设有抽风小孔(121)，将溢出水蒸汽抽走，防止水蒸气再次粘附工件。
6.根据权利要求1所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述隧道烘干炉(13)包括中间填充保温材料的双层结构的烘干腔(132)，隧道烘干炉(13)的两端设置有气动封闭门(131)，烘干腔(132)顶部设置进气过滤器(137)；
所述隧道烘干炉(13)还包括增压风机(138)，增压风机(138)的出风口通过进气风道(135)连接到烘干腔(132)的顶部的进风罩(136)；所述进气风道(135)设置有加热腔(133)，加热腔(133)内设置有加热器(134)，加热器(134)将空气加热后通过进气风道(135)从进风罩(136)经进气过滤器(137)过滤后进入烘干腔(132)，烘干工件；烘干腔(132)底部设置排气风道(139)，排气风道(139)设有排气过滤器(1310)，排气过滤器(1310)一端连接增压风机(138)进气口，一侧连接排气口(1311)，使一部分带水蒸气的炉气排出，一部分经过滤后的炉气再次进入炉内；
所述隧道烘干炉(13)的出口侧设置有负离子风机(1312)，对工件去除静电和冷却。
7.根据权利要求1所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述第1组超声波清洗单元(5)由依次排列的3个清洗槽(51、52、53)组成，第2组纯水超声波清洗单元(7)由依次排列的2个清洗槽(71、72)组成；所述第3组和第4组高纯水超声波清洗单元(8；10)均由依次排列的2个清洗槽(81、82；101、102)组成；所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)由依次排列的3个清洗槽(111、112、113)组成；
所述清洗槽的结构均相同，清洗槽的底部设有超声波震板(502)，以产生清洗所用的超声波；所述清洗槽内的底部还设有加热器(501)，加热器(501)与温控系统连接，用于控制槽内的温度；所述清洗槽的上部设有溢流口(503)，底部设置进水口(504)；清洗槽与储液箱(17)管道连通，从储液箱(17)获得补液；
所述储液箱(17)的结构均相同，箱内底部设有加热器(1701)，加热器(1701)与温控系统连接，用于控制储液箱内的温度；所述储液箱与循环泵(1702)管道连接，循环泵(1702)出口连接有过滤器，过滤后的液体再投入使用；储液箱(17)与纯水预热箱(20)管道连通，从纯水预热箱(20)获得新鲜水补充。
8.根据权利要求1所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述机架(19)外部设置设备封闭罩(181)，设备封闭罩(181)在位于高纯水慢拉脱水单元(12)顶部的位置设置有正压风机(182)，以保持设备封闭罩内部正压，防止外部空气污染已清洗干净的工件；机架(19)内所有的槽体上部设置抽气口，抽气口管道汇总后由抽气系统(183)排至厂房抽风系统；机架(19)底部设有接液盘(21)。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机，其特征在于，
所述第1组超声波清洗单元(5)和第2组纯水超声波清洗单元(7)中的清洗槽(51、52、53；71、72)各与1个储液箱(171、172、173；174、175)管道连通，循环用水；
所述第3组和第4组高纯水超声波清洗单元(8；10)中，每组的第1个清洗槽(81；101)上部设置的溢流口与储液箱(176；177)管道连通，第2个清洗槽(82；102)的溢流口与第1个清洗槽(81；101)入水口管道连通，第2个清洗槽(82；102)的清洗水通过溢流口(503)进入第1个清洗槽(81；101)，第2个清洗槽(82；102)的进水口与储液箱(176；177)管道连通，充分利用清洗水；
所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)的第1个清洗槽(111)上部设置的溢流口与储液箱(178)管道连通，第2个清洗槽(112)的溢流口与第1个清洗槽(111)进水口管道连通，第3个清洗槽(113)的溢流口与第2个清洗槽(112)进水口管道连通，第3个清洗槽(113)的进水口与储液箱(178)管道连通，充分利用清洗水；第3个清洗槽(113)的进水口也与纯水预热箱(20)连通，以便在清洗效果异常时直接注入新鲜水；
所述高纯水慢拉脱水单元(12)的槽体进水口与纯水预热箱(20)管道连通，槽体上部设置的溢流口通过管道与所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)连接的储液箱(178)管道连通，也和第五组的第1和第2个清洗槽(111、112)的进水口管道连通，液满溢流至储液箱(178)和清洗槽(111、112)，充分利用清洗水；
所述第1组和第2组喷淋清洗单元(6；9)的缸盖上的喷淋管分别由喷淋泵从所述第2组纯水超声波清洗单元(7)和第4组高纯水超声波清洗单元(10)连接的储液箱(174；177)抽取经过滤后提供用水，充分利用循环水；
所述纯水预热箱(20)的内部穿过有设备的排水总管，机列排出的带余热废水从排水总管穿过纯水预热箱(20)时可将热量传导至新鲜纯水。
10.采用权利要求9所述的3C产品玻璃镜片超声波清洗机进行玻璃镜片清洗的方法，其特征在于包括一下步骤：
步骤1，将玻璃镜片合理布局装入洗篮(2)，放置在上料平台的传输链条上，通过链条传输进清洗机的进料口，由入口提升装置(41)提升至槽口位置上方，再由工件横移机构(16)将洗篮(2)夹托至第1组超声波清洗单元(5)的第1个槽体(51)的上方，松开夹臂(161)将洗篮(2)放置在与工件抛动及提升机构(15)固定连接的洗篮托架(155)，再由工件抛动及提升装置(15)将洗篮(2)下降至槽体中进行超声波清洗；清洗时，启动抛动电机(152)驱动工件抛动及提升装置(15)上下抛动工件，各槽的抛动频率均为15次/分，抛动距离均为50mm；清洗完成后，启动提升电机(154)驱动工件抛动及提升装置(15)将洗篮(2)提升至槽口，再由工件横移机构(16)夹托横移至下一槽口，后续工件在机列各槽体的移动方式与此相同；
步骤2，对洗篮(2)的工件逐槽进行清洗，具体清洗过程按如下顺序进行：
所述第1组超声波清洗单元(5)各槽体的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(51、52、53)均采用水溶性洗剂清洗，液温为30～50℃；清洗时，第1个清洗槽(51)的超声波频率和功率为28KHz和1.8KW，第2和第3槽(52、53)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；第1～3个清洗槽(51、52、53)对应的储液箱(171、172、173)的过滤器级别分别为30μm、20μm、10μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第1组喷淋清洗单元(6)的清洗过程及工艺参数为：采用工业纯水喷淋，液温为室温；每篮清洗时间为3～6min；
所述第2组纯水超声波清洗单元(7)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(71、72)均采用工业纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(71、72)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱(174、175)的过滤级别均为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第3组高纯水超声波清洗单元(8)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(81、82)均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(81、82)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱(176)的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第2组喷淋清洗单元(9)的清洗过程及工艺参数为：采用工业高纯水喷淋，液温为室温；每篮清洗时间为3～6min；
所述第4组高纯水超声波清洗单元(10)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(101、102)均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(101、102)的超声波频率和功率均为40KHz和1.8KW；对应的储液箱(177)的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述第5组高纯水超声波清洗单元(11)的清洗过程及工艺参数为：清洗槽(111、112、113)均采用工业高纯水清洗，液温为30～50℃；清洗时，清洗槽(111、112、113)的超声波频率和功率均为68KHz和1.8KW；对应的储液箱(178)的过滤器级别为5μm；每篮清洗时间为3～6min；
所述高纯水慢拉脱水单元(12)的慢拉过程及参数为：采用工业高纯水，液温60～75℃；慢拉提升速度为0～1000mm/min，慢拉时间为3～6min；
步骤3，通过工件横移机构(16)与出口提升装置(42)将洗篮(2)转移至下料平台(14)的传输链条上，打开进口侧气动封闭门(131)，传输链条步进移动至隧道烘干炉(13)，烘干的具体工艺为：烘干温度80～100℃，每篮炉中停留时间9～18min；
完成烘干后，打开出口侧气动封闭门(131)，传输链条将洗篮(2)步进移出隧道烘干炉(13)，设置在出口侧的负离子风机(1312)对工件进行去除静电和冷却，由工人将冷却后的洗篮取走。
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