CN115921424A - 一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，包括：清洗柜、上下料机构、超声波清洗机构、超声波漂洗机构、高压喷淋清洗机构、热风干燥机构、桁架机械手机构和控制面板；清洗柜内设置有框架；上下料机构设置在框架的前侧的一端的下部；超声波清洗机构、超声波漂洗机构、高压喷淋清洗机构和热风干燥机构并列设置在框架的前侧的中部；桁架机械手机构设置在框架的前侧的上部，并位于上下料机构、超声波清洗机构、超声波漂洗机构、高压喷淋清洗机构和热风干燥机构的上方；桁架机械手机构包含横向滑轨，横向滑轨上设置有移动滑台，移动滑台上设置有升降台，升降台上设置有机械爪。

Description

一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机

技术领域

本发明属于智能化制造装备领域，具体涉及一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机。

背景技术

目前航空航天机械加工行业零部件因其结构及外形复杂等原因，零部件清洗以线外清洗机人工操作清洗为主；目前清洗机的操作为单机人工操作，人工打开安全门，人工手动批量放入零部件，人工设置清洗程序，人工取出零件，整个过程全部由人工操作；目前常用的清洗机都得单个地或采用碳氢清洗工艺，或采用超声波清洗工艺，或采用水射流工艺等，均难以满足自动化生产线节拍的要求，更难以满足柔性生产线不同结构零件所需不同清洗工艺的要求。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本发明提出一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，包括：清洗柜、上下料机构、超声波清洗机构、超声波漂洗机构、高压喷淋清洗机构、热风干燥机构、桁架机械手机构和控制面板；

所述清洗柜内设置有框架；

所述上下料机构设置在所述框架的前侧的一端的下部；

所述超声波清洗机构、所述超声波漂洗机构、所述高压喷淋清洗机构和所述热风干燥机构设置在所述框架的前侧的中部；

所述桁架机械手机构设置在所述框架的前侧的上部，并位于所述上下料机构、所述超声波清洗机构、所述超声波漂洗机构、所述高压喷淋清洗机构和所述热风干燥机构的上方；

所述桁架机械手机构包含横向滑轨，所述横向滑轨上设置有移动滑台，所述移动滑台上设置有升降台，所述升降台上设置有机械爪。

本发明还具有以下可选特征。

可选地，还包括油水分离机构，所述油水分离机构包括污水箱，所述污水箱内设置有依次相连通的一级污水槽、油水分离组件、集油槽和二级污水槽，所述一级污水槽的进水口通过管路与所述超声波清洗机构、所述超声波漂洗机构以及所述高压喷淋清洗机构的出水口相连通。

可选地，还包括袋式过滤器，所述袋式过滤器的进水口通过管路与所述二级污水槽的出水口相连通。

可选地，所述超声波清洗机构包括清洗箱，所述清洗箱的底部设置有超声波发生器，所述清洗箱上设置有进水管路和出水管路，所述进水管路和所述出水管路上均设置有电磁阀。

可选地，所述超声波漂洗机构与所述超声波清洗机构结构相同。

可选地，所述高压喷淋清洗机构包括清洗槽、风刀、高压清洗阀岛和高压水泵；所述风刀和所述高压清洗阀岛设置在所述清洗槽内，所述高压水泵设置在所述框架的后侧，所述高压清洗阀岛的入口端与所述高压水泵的出口通过管路相连通。

可选地，所述热风干燥机构包括干燥箱、热风阀岛和热风机；所述热风阀岛设置在所述干燥箱中，所述热风阀岛的上设置有多个出风口，所述热风阀岛的入口伸出所述干燥箱，并通过管路与所述热风机的出风口相连通。

可选地，还包括烟雾收集器，所述烟雾收集器的入口通过管路与所述热风干燥机构的出风口相连通。

可选地，所述上下料机构包括安装支架，所述安装支架上设置有直线模组，所述直线模组上设置有多个上下料定位盘。

可选地，所述横向滑轨上设置有滑轨齿条，所述移动滑台上设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的主轴上连接有齿轮，所述齿轮与所述滑轨齿条相啮合；所述升降台与所述移动滑台之间竖向设置有丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构中的丝杠转动设置在所述移动滑台上，所述丝杠的一端连接有第二伺服电机，所述丝杠螺母机构中的螺母与所述升降台相连接；所述升降台上设置有第三伺服电机和机械爪，所述第三伺服电机与所述机械爪之间通过齿轮组传动连接。

本发明的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机可以自动化上下料， 可完成不同零件的自动柔性混线清洗，可兼容超声波清洗、超声波漂洗、高压喷淋清洗、热风干燥等组合清洗工艺，同时可在以上清洗工位中全自动搬运被清洗零件，不需要工作人员动手移动被清洗零件。

附图说明

图1是本发明的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机的外部结构图；

图2是本发明的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机的内部结构图；

图3是图2的正面结构图；

图4是图2的反面结构图；

图5是桁架机械手机构的结构图；

图6是移动滑台的局部结构图；

图7是丝杠螺母机构708的局部结构图；

图8是上下料机构的结构图；

图9是超声波清洗机构的结构图；

图10是高压喷淋清洗机构的结构图；

图11是油水分离机构的结构图；

图12是热风干燥机构的结构图。

在以上图中：1 清洗柜；101 框架；2 上下料机构；201 安装支架；202 直线模组；203 上下料定位盘；3 超声波清洗机构；301 清洗箱；302 超声波发生器；303 进水管路；304 出水管路；305 电磁阀；4 超声波漂洗机构；5 高压喷淋清洗机构；501 清洗槽；502 风刀；503 高压清洗阀岛；504 高压水泵；6 热风干燥机构；601 干燥箱；602 热风阀岛；603热风机；7 桁架机械手机构；701 横向滑轨；702 移动滑台；703 升降台；704 机械爪；705滑轨齿条；706 第一伺服电机；707 齿轮；708 丝杠螺母机构；709 第二伺服电机；710 第三伺服电机；8 油水分离机构；801 污水箱；802 一级污水槽；803 油水分离组件；804 集油槽；805 二级污水槽；806 排水阀；9 袋式过滤器；10 烟雾收集器；11 控制面板。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

实施方式

实施例1

参考图1、图2、图3、图4和图5，本发明的实施例提出一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，包括：清洗柜1、上下料机构2、超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4、高压喷淋清洗机构5、热风干燥机构6、桁架机械手机构7和控制面板11；清洗柜1内设置有框架101；上下料机构2设置在框架101的前侧的一端的下部；超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4、高压喷淋清洗机构5和热风干燥机构6并列设置在框架101的前侧的中部；桁架机械手机构7设置在框架101的前侧的上部，并位于上下料机构2、超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4、高压喷淋清洗机构5和热风干燥机构6的上方；桁架机械手机构7包含横向滑轨701，横向滑轨701上设置有移动滑台702，移动滑台702上设置有升降台703，升降台703上设置有机械爪704。

操作者通过控制面板11输入所需的清洗工艺以及所需控制的清洗参数，通过PLC操作管理系统控制桁架机械手机构7将放置在上下料机构2上的待清洗的零部件依次送入对应不同清洗工艺的清洗工位中，清洗工位包括超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4、高压喷淋清洗机构5和热风干燥机构6，分别可对零部件实施超声波清洗、超声波漂洗、高压射流清洗/离心和热风干燥，对零部件清洗完成后，桁架机械手机构7将清洗后的零部件放置到上下料机构2上，整个清洗过程结束。

桁架机械手机构7工作时，桁架机械手机构7上的移动滑台702在横向滑轨701上移动至上下料机构2的正上方，升降台703下降到上下料机构2处，机械爪704抓取到零部件后，升降台703上升，然后移动滑台702移动至超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4、高压喷淋清洗机构5和热风干燥机构6中的其中一个清洗工位的上方后，升降台703下降到该清洗工位处，机械爪704松开，将零部件放入到该清洗工位中，升降台703上升，等清洗工位对零部件进行清洗完成后，升降台703下降到该清洗工位中，机械爪704抓取到零部件后升降台703上升，然后移动滑台702移动到下一个清洗工位上方，再将零部件放入该清洗工位清洗，直至对零部件完成通过控制面板11设定的所有清洗工艺。

在整个清洗过程中，零部件在清洗机内各清洗工位间的运输都是通过桁架机械手机构7完成的，不需要人工操作清洗，也不需要人工手动向清洗工位放入零部件，同时可以满足柔性生产线不同结构零件所需的不同清洗工艺。

实施例2

参考图2、图4和图11，在实施例1的基础上，还包括油水分离机构8，油水分离机构8包括污水箱801，污水箱801内设置有依次相连通的一级污水槽802、油水分离组件803、集油槽804和二级污水槽805，一级污水槽802的进水口通过管路与超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4以及高压喷淋清洗机构5的出水口相连通。

超声波清洗机构3、超声波漂洗机构4以及高压喷淋清洗机构5的出水口将污水通过管路注入污水箱801中，过撇油器将一级污水槽802中的污水泵入油水分离组件803中进行油水分离，分离后的油污通过管路排入集油槽804，去油后的污水通过管路排入二级污水槽805中。污水箱801上还设置有分别与二级污水槽805和一级污水槽802连通的排水阀806，可分别用来排空集油槽804和一级污水槽802。

实施例3

参考图2，在实施例2的基础上，还包括袋式过滤器9，袋式过滤器9的进水口通过管路与二级污水槽805的出水口相连通。

袋式过滤器9接收通过潜水泵排出的二级污水槽805中的污水，可通过滤袋过滤污水中的固体污染物，滤袋的过滤精度可选。

实施例4

参考图2、图3和图9，在实施例1的基础上，超声波清洗机构3包括清洗箱301，清洗箱301的底部设置有超声波发生器302，清洗箱301上设置有进水管路303和出水管路304，进水管路303和出水管路304上均设置有电磁阀305。

进水管路303接入预先配备好的清洗剂，桁架机械手机构7将零部件放入清洗箱301后，进水管路303上的电磁阀305打开，向清洗箱301中注满清洗剂后进水管路303上的电磁阀305关闭，超声波发生器302启动，对零部件进行超声清洗，清洗完成后，超声波发生器302关闭，出水管路304上的电磁阀305打开，将污水排到油水分离机构8中，然后桁架机械手机构7将零部件取出。

实施例5

参考图2、图3和图9，在实施例4的基础上，超声波漂洗机构4与超声波清洗机构3结构相同。

超声漂洗机构4与超声波清洗机构3的结构相同，但是通入的是清水，主要洗去零部件上遗留的清洗剂。

实施例6

参考图10，在实施例1的基础上，高压喷淋清洗机构5包括清洗槽501、风刀502、高压清洗阀岛503和高压水泵504；风刀502和高压清洗阀岛503设置在清洗槽501内，高压水泵504设置在框架101的后侧，高压清洗阀岛503的入口端与高压水泵504的出口通过管路相连通。

高压水泵504往高压清洗阀岛503中通入高压水，高压水对零部件进行冲洗，风刀502的入口通过管路连接高压气源，风刀工作介质为压缩空气，用来强力吹掉零部件表面的清洗液。

实施例7

参考图2、图3和图12，在实施例1的基础上，热风干燥机构6包括干燥箱601、热风阀岛602和热风机603；热风阀岛602设置在干燥箱601中，热风阀岛602的上设置有多个出风口，热风阀岛602的入口伸出干燥箱601，并通过管路与热风机603的出风口相连通。

三个热风阀岛602上的出风口的角度不同，可以对放入干燥箱601内的零部件的不同部位同时进行热风烘干。

实施例8

参考图2和图4，在实施例1的基础上，还包括烟雾收集器10，烟雾收集器10的入口通过管路与热风干燥机构6的出风口相连通。

烟雾收集器10用于去除吸收热风干燥机构6烘干零部件时排出的热风中的水分。

实施例9

参考图2、图3和图8，在实施例1的基础上，上下料机构2包括安装支架201，安装支架201上设置有直线模组202，直线模组202上设置有多个上下料定位盘203。

上下料定位盘203装配在直线模组202上，机器人或人工在上下料定位盘203上放好要清洗的零部件，然后桁架机械手机构7夹取该零部件清洗，清洗结束后桁架机械手机构7再将已清洗的零部件放置到上下料定位盘203上，最后，机器人或人工从上下料定位盘203上取走该零部件。

实施例10

参考图3、图5、图6和图7，在实施例1的基础上，横向滑轨701上设置有滑轨齿条705，移动滑台702上设置有第一伺服电机706，第一伺服电机706的主轴上连接有齿轮707，齿轮707与滑轨齿条705相啮合；升降台703与移动滑台702之间竖向设置有丝杠螺母机构708，丝杠螺母机构708中的丝杠转动设置在移动滑台702上，丝杠的一端连接有第二伺服电机709，丝杠螺母机构708中的螺母与升降台703相连接；升降台703上设置有第三伺服电机710和机械爪704，第三伺服电机710与机械爪704之间通过齿轮组传动连接。

第一伺服电机706可通过带动齿轮707沿着滑轨齿条705转动，从而带动移动滑台702沿着横向滑轨701移动；第二伺服电机709带动丝杠转动，从而带动与螺母固定连接的升降台703上下移动；机械爪704为多爪卡盘结构，第三伺服电机710通过齿轮组带动机械爪704张开或者闭合，实现对被清洗零部件的抓取和放开。

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。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，包括：清洗柜（1）、上下料机构（2）、超声波清洗机构（3）、超声波漂洗机构（4）、高压喷淋清洗机构（5）、热风干燥机构（6）、桁架机械手机构（7）和控制面板（11）；

所述清洗柜（1）内设置有框架（101）；

所述上下料机构（2）设置在所述框架（101）的前侧的一端的下部；

所述超声波清洗机构（3）、所述超声波漂洗机构（4）、所述高压喷淋清洗机构（5）和所述热风干燥机构（6）设置在所述框架（101）的前侧的中部；

所述桁架机械手机构（7）设置在所述框架（101）的前侧的上部，并位于所述上下料机构（2）、所述超声波清洗机构（3）、所述超声波漂洗机构（4）、所述高压喷淋清洗机构（5）和所述热风干燥机构（6）的上方；

所述桁架机械手机构（7）包含横向滑轨（701），所述横向滑轨（701）上设置有移动滑台（702），所述移动滑台（702）上设置有升降台（703），所述升降台（703）上设置有机械爪（704）。

2.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，还包括油水分离机构（8），所述油水分离机构（8）包括污水箱（801），所述污水箱（801）内设置有依次相连通的一级污水槽（802）、油水分离组件（803）、集油槽（804）和二级污水槽（805），所述一级污水槽（802）的进水口通过管路与所述超声波清洗机构（3）、所述超声波漂洗机构（4）以及所述高压喷淋清洗机构（5）的出水口相连通。

3.根据权利要求2所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，还包括袋式过滤器（9），所述袋式过滤器（9）的进水口通过管路与所述二级污水槽（805）的出水口相连通。

4.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，所述超声波清洗机构（3）包括清洗箱（301），所述清洗箱（301）的底部设置有超声波发生器（302），所述清洗箱（301）上设置有进水管路（303）和出水管路（304），所述进水管路（303）和所述出水管路（304）上均设置有电磁阀（305）。

5.根据权利要求4所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，所述超声波漂洗机构（4）与所述超声波清洗机构（3）结构相同。

6.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，所述高压喷淋清洗机构（5）包括清洗槽（501）、风刀（502）、高压清洗阀岛（503）和高压水泵（504）；所述风刀（502）和所述高压清洗阀岛（503）设置在所述清洗槽（501）内，所述高压水泵（504）设置在所述框架（101）的后侧，所述高压清洗阀岛（503）的入口端与所述高压水泵（504）的出口通过管路相连通。

7.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，所述热风干燥机构（6）包括干燥箱（601）、热风阀岛（602）和热风机（603）；所述热风阀岛（602）设置在所述干燥箱（601）中，所述热风阀岛（602）的上设置有多个出风口，所述热风阀岛（602）的入口伸出所述干燥箱（601），并通过管路与所述热风机（603）的出风口相连通。

8.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，还包括烟雾收集器（10），所述烟雾收集器（10）的入口通过管路与所述热风干燥机构（6）的出风口相连通。

9.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，所述上下料机构（2）包括安装支架（201），所述安装支架（201）上设置有直线模组（202），所述直线模组（202）上设置有多个上下料定位盘（203）。

10.根据权利要求1所述的用于柔性自动化生产线的多功能清洗机，其特征在于，所述横向滑轨（701）上设置有滑轨齿条（705），所述移动滑台（702）上设置有第一伺服电机（706），所述第一伺服电机（706）的主轴上连接有齿轮（707），所述齿轮（707）与所述滑轨齿条（705）相啮合；所述升降台（703）与所述移动滑台（702）之间竖向设置有丝杠螺母机构（708），所述丝杠螺母机构（708）中的丝杠转动设置在所述移动滑台（702）上，所述丝杠的一端连接有第二伺服电机（709），所述丝杠螺母机构（708）中的螺母与所述升降台（703）相连接；所述升降台（703）上设置有第三伺服电机（710）和机械爪（704），所述第三伺服电机（710）与所述机械爪（704）之间通过齿轮组传动连接。

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