CN116550664A - 一种高效的曲轴清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效的曲轴清洗装置，其特征在于：包括清洗区域，所述清洗区域两端设有夹持装置，所述清洗区域上方设有清洗喷头，所述清洗区域下方设有水槽，所述水槽底部设有多个光源接收器，所述水槽上方的一侧设有光源，所述光源照向所述水槽底部所述光感接收器，所述夹持装置连接有转动机构，所述转动机构、清洗喷头和光感接收器连接工控机。本发明具有曲轴清洗效率高且清洗彻底的优点。

Description

一种高效的曲轴清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及一种机械零件的清洗装置和方法，特别是涉及一种高效的曲轴清洗装置及清洗方法。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的部件。使用时要求曲轴有足够的强度和刚度，且轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。由于在曲轴的制造以及维护过程中，因加工条件或工作环境等因素，曲轴表面会附着杂质，若不及时清洗或清洗不彻底，使用时将会加快曲轴的磨耗，严重影响曲轴的使用寿命。因此，在对曲轴进行工作安装前通常都要对曲轴进行清洗烘干，以尽量减少杂质干扰。

曲轴的清洗主要包括两个方面：一是曲轴外表面清洗;二是曲轴油孔清洗，但油孔位置不固定，人工单独清洗效率低，机器大面积清洗不彻底。而且由于曲轴的形状不规则、表面凹凸不平，传统的清洗方式在清洗时往往存在遗漏，附着在角落的污渍清洗不到位，清洗效率也比较低下，最终的清洗效果也值得商榷。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高效的曲轴清洗装置及清洗方法，针对曲轴的油孔以及曲柄与轴颈连接处的污渍，实现高效、彻底清除。

为实现上述目的，本发明提供了一种高效的曲轴清洗装置，包括清洗区域，所述清洗区域两端设有夹持装置，所述清洗区域上方设有清洗喷头，所述清洗区域下方设有水槽，所述水槽底部设有多个光源接收器，所述水槽上方的一侧设有光源，所述光源照向所述水槽底部所述光感接收器，所述夹持装置连接有转动机构，所述转动机构、清洗喷头和光感接收器连接工控机。通过工控机设定的参数，控制转动机构将曲轴旋转至要求角度后，清洗喷头开始工作。通过检测清洗曲轴后水的透光率以及杂质多少，确认曲轴是否清洁到位。

进一步，所述清洗喷头包括主清洗喷头和油孔清洗喷头，所述主清洗喷头通过导向装置设于清洗区域顶部并可往复移动，用于清洗曲轴的外表面；所述油孔清洗喷头通过机械臂操控，用于伸入曲轴上的油孔内清洗连杆轴颈内部。

进一步，所述清洗区域上方还设有与工控机连接的图像集采设备，所述图像集采设备可获取曲轴表面的油孔位置，并与机械臂配合控制油孔清洗喷头，对油孔及其内部进行清洁。

进一步，所述夹持装置包括一对卡盘和一伸缩轴，所述一对卡盘分别设于清洁区域的两端，所述卡盘连接所述转动机构，待曲轴两端夹持固定在卡盘后，便于调整曲轴的旋转角度；其中一个所述卡盘连接所述伸缩轴，用于调整两个卡盘之间的距离，使该夹持装置可以适用多种型号的曲轴。

进一步，所述工控机包括储存器、处理器及计算机程序，该计算机程序存储在所述存储器上并可在处理器上运行。

进一步，还包括与主清洗喷头连接的升降装置。用于控制主清洗喷头竖直方向位移，将曲轴固定于卡盘之间或从卡盘上取下时，将主清洗喷头升高，防止曲轴与主清洗喷头发生干涉，将曲轴划伤或将主清洗喷头磕碰损坏。

进一步，所述清洗区域上方还设有滑槽，所述滑槽与导向装置平行，所述图像采集设备与滑槽滑动连接，便于对曲轴进行图像采集。

本发明还提供了一种高效的曲轴清洗方法，清洗方法包括以下步骤：待清洗曲轴安装至清洗区域；

获取第一清洗参数，所述第一清洗参数为第一次全身水清洗后，回收第一次全身水清洗的水的透光率；

获取曲轴表面的油孔位置信息，清洗喷头通过所述油孔对曲轴内部进行清洗；

获取第二清洗参数，所述第二清洗参数为清洗喷头水平方向移动的位移值和操作次数值，所述位移值和操作次数值与曲轴预设油孔位信息进行对照；所述曲轴预设油孔位信息为曲轴上油孔的参数值。

获取第三清洗参数，所述第三清洗参数为第二次对曲轴进行全身水清洗后，回收第二次全身水清洗的水的透光率，第二清洗参数与标准值曲线进行对照，标准值为曲轴经过第一次全身水洗、内部清洗和第二次全身水洗，人工观察曲轴清洗合格后，两次全身水洗回收清洗水的透光率。

进一步，所述清洗装置连接有图像采集设备，获取曲轴表面的孔位置信息的步骤包括：

获取曲轴的表面图像，判断表面图像中曲轴上的油孔位置信息，无油孔则转动曲轴90°，再次获取表面图像；

根据油孔位置信息对每个油孔内进行清洗完成后，对比曲轴预设油孔位信息，有未清洗的油孔，则转动曲轴90°；

重复上述操作，直至与曲轴预设油孔位信息完成匹配。

进一步，所述曲轴上孔的参数值的设定包括：以曲轴的一端为坐标原点，沿着曲轴的轴线方向，标定每个油孔的垂直投影坐标值并记数油孔的数量。

本发明的有益效果是：本发明通过检测清洗曲轴后水的透光率以及杂质多少，可快速确认曲轴是否清洁到位；结合图像采集设备，避免出现清洁死角。机械臂与图像采集设备相配合，快速对油孔识别定位并进行清洗；图像采集设备还可检测轴颈与曲柄连接处是否清洁彻底，并通过工控机向机械臂发出指令，对曲轴进行局部定点清洁。

附图说明

图1是本发明一种高效的曲轴清洗装置具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明一种高效的曲轴清洗装置中主清洗喷头的侧视图；

图中，1为水槽，为卡盘2，为伸缩轴3，为工控机4，为支撑架5，为图像采集设备6，为机械臂7，为主清洗喷头8，801为喷嘴，9为电机，10为导轨，11为伸缩杆，12为油孔清洗喷头，13为光源，14为曲轴，1401为油孔，15为光感接收器，16为杂质检测装置。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、2所示，本发明提供了一种高效的曲轴清洗装置，包括一倒置的U型支撑架5，该支撑架5内为清洗区域。清洗区域两端设有夹持装置，该夹持装置固定于支撑架5两边的内侧壁，夹持装置连接有转动机构。支撑架5顶部设有清洗喷头，该清洗喷头位于清洗区域上方。转动机构、清洗喷头和光感接收器15连接工控机4。将曲轴14的两端分别固定于清洗区域两端的夹持装置，通过工控机4设定的参数，控制转动机构将曲轴14旋转至要求角度后，清洗喷头开始工作。清洗区域下方设有水槽1，该水槽1底部设有多个光源13接收器，所述水槽1上方的一侧设有光源13，光源13照向所述水槽1底部的光感接收器15。水槽1底部还可设置杂质检测装置16，通过检测清洗曲轴14后水的透光率以及杂质多少，确认曲轴14是否清洁到位。

进一步，所述清洗喷头包括主清洗喷头8和油孔清洗喷头12，主清洗喷头8均布有多个喷嘴801。所述主清洗喷头8通过导向装置设于清洗区域顶部并可往复移动，用于清洗曲轴14的外表面，主清洗喷头8的投影在曲轴14径向方向的长度可将曲轴14最宽处覆盖。优选的，导向装置为导轨10，该导轨10布置方向与卡盘2的轴向平行，即清洗曲轴14的外表面时，主清洗喷头8沿曲轴14的轴向往复移动。所述油孔清洗喷头12通过机械臂7操控，用于伸入曲轴14上的油孔1401内清洗油孔、油道。

进一步，所述清洗区域上方还设有与工控机4连接的图像集采设备，优选的，图像采集设备6有两组且位于导轨10的两侧。所述图像集采设备可获取曲轴14表面的油孔1401位置，并与机械臂7配合控制油孔清洗喷头12，对油孔1401及其内部进行清洁。亦可通过图像采集设备6采集的图像，判断曲轴14表面尤其是曲柄与连杆轴颈、主轴颈连接的拐角处是否清洁彻底。若工控机4通过图像判断曲轴14表面局部仍有杂质，工控机4向机械臂7发出指令，控制油孔清洗喷头12对局部快速清洗，无需主清洗喷头8反复清洗，提高清洗效率。

进一步，所述夹持装置包括一对卡盘2和一伸缩轴3，卡盘2优选为三爪卡盘2。两个卡盘2分别设于清洁区域的两端，其中一个卡盘2与转动机构连接，便于将曲轴14夹持固定后，进行旋转角度的调整；另一个卡盘2与伸缩轴3连接，调整两个卡盘2之间的轴向距离，使该夹持装置可以适用多种型号的曲轴14。

进一步，所述工控机4包括储存器、处理器及计算机程序，该计算机程序存储在所述存储器上并可在处理器上运行。

进一步，还包括与主清洗喷头8连接的升降装置。用于控制主清洗喷头8竖直方向位移，便于曲轴14夹持或取下。该升降装置可采用升缩式、套筒式、升缩臂式、折臂式等，本实施例中优选为伸缩杆11，该伸缩杆11通过工控机4控制并由电机9驱动。

进一步，所述清洗区域上方还设有滑槽，该滑槽位于支撑架5的顶部且与导轨10平行设置，图像采集设备6与滑槽滑动连接，便于对曲轴14进行图像采集。

本发明还提供了一种高效的曲轴清洗方法，清洗方法包括以下步骤：待清洗曲轴14安装至清洗区域；

获取第一清洗参数，所述第一清洗参数为第一次全身水清洗后，回收第一次全身水清洗的水的透光率；

获取曲轴14表面的油孔1401位置信息，清洗喷头通过所述油孔1401对曲轴14内部进行清洗；

获取第二清洗参数，所述第二清洗参数为清洗喷头水平方向移动的位移值和操作次数值，所述位移值和操作次数值与曲轴14预设油孔1401位信息进行对照；所述曲轴14预设油孔1401位信息为曲轴14上油孔1401的参数值。

获取第三清洗参数，所述第三清洗参数为第二次对曲轴14进行全身水清洗后，回收第二次全身水清洗的水的透光率，第二清洗参数与标准值曲线进行对照，标准值为曲轴14经过第一次全身水洗、内部清洗和第二次全身水洗，人工观察曲轴14清洗合格后，两次全身水洗回收清洗水的透光率。

进一步，所述清洗装置连接有图像采集设备6，获取曲轴14表面的孔位置信息的步骤包括：

获取曲轴14的表面图像，判断表面图像中曲轴14上的油孔1401位置信息，无油孔1401则转动曲轴1490°，再次获取表面图像；

根据油孔1401位置信息对每个油孔1401内进行清洗完成后，对比曲轴14预设油孔1401位信息，有未清洗的油孔1401，则转动曲轴1490°；

重复上述操作，直至与曲轴14预设油孔1401位信息完成匹配。

进一步，所述曲轴14上孔的参数值的设定包括：以曲轴14的一端为坐标原点，沿着曲轴14的轴线方向，标定每个油孔1401的垂直投影坐标值并记数油孔1401的数量。

优选的，亦可通过图像采集设备6所采集的图像，判断曲轴14表面尤其是曲柄与连杆轴颈、主轴颈连接的拐角处是否清洁彻底。若工控机4通过图像判断曲轴14表面局部仍有杂质，工控机4向机械臂7发出指令，控制油孔清洗喷头12对局部快速清洗。清洗结束后再次采集图像进行判断，若无杂质则清洗完成。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效的曲轴清洗装置，其特征在于：包括清洗区域，所述清洗区域两端设有夹持装置，所述清洗区域上方设有清洗喷头，所述清洗区域下方设有水槽，所述水槽底部设有多个光源接收器，所述水槽上方的一侧设有光源，所述光源照向所述水槽底部所述光感接收器，所述夹持装置连接有转动机构，所述转动机构、清洗喷头和光感接收器连接工控机。

2.如权利要求1所述的一种高效的曲轴清洗装置，其特征是：所述清洗喷头包括主清洗喷头和油孔清洗喷头，所述主清洗喷头通过导向装置设于清洗区域顶部并移动，用于清洗曲轴的外表面；所述油孔清洗喷头通过机械臂操控，用于伸入曲轴上的油孔内清洗连杆轴颈内部。

3.如权利要求1所述的一种高效的曲轴清洗装置，其特征是：所述清洗区域上方还设有图像集采设备，所述图像集采设备连接所述工控机。

4.如权利要求1所述的一种高效的曲轴清洗装置，其特征是：所述夹持装置包括一对卡盘和一伸缩轴，所述一对卡盘分别设于清洁区域的两端，其中一个卡盘连接所述伸缩轴，另一卡盘连接所述转动机构。

5.如权利要求1所述的一种高效的曲轴清洗装置，其特征是：所述工控机包括储存器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。

6.如权利要求2所述的一种高效的曲轴清洗装置，其特征是：还包括与主清洗喷头连接的升降装置。

7.如权利要求1所述的一种高效的曲轴清洗装置，其特征是：所述清洗区域上方还设有滑槽，所述滑槽与导向装置平行，所述图像采集设备与滑槽滑动连接。

8.一种高效的曲轴清洗方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7所述的清洗装置，所述清洗方法包括以下步骤：

待清洗曲轴安装至清洗区域；

获取第一清洗参数，所述第一清洗参数为第一次全身水清洗后，回收第一次全身水清洗的水的透光率；

获取曲轴表面的油孔位置信息，清洗喷头通过所述油孔对曲轴内部进行清洗；

获取第二清洗参数，所述第二清洗参数为清洗喷头水平方向移动的位移值和操作次数值，所述位移值和操作次数值与曲轴预设油孔位信息进行对照；所述曲轴预设油孔位信息为曲轴上油孔的参数值；

获取第三清洗参数，所述第三清洗参数为第二次对曲轴进行全身水清洗后，回收第二次全身水清洗的水的透光率，第二清洗参数与标准值曲线进行对照，标准值为曲轴经过第一次全身水洗、内部清洗和第二次全身水洗，人工观察曲轴清洗合格后，两次全身水洗回收清洗水的透光率。

9.如权利要求8所述的一种曲轴清洗方法，其特征是：所述清洗装置连接有图像采集设备，获取曲轴表面的油孔位置信息的步骤包括：

获取曲轴的表面图像，判断表面图像中曲轴上的油孔位置信息，无油孔则转动曲轴90°，再次获取表面图像；

根据油孔位置信息对每个油孔内进行清洗完成后，对比曲轴预设油孔位信息，有未清洗的油孔，则转动曲轴90°；

重复上述操作，直至与曲轴预设油孔位信息完成匹配。

10.如权利要求8所述的一种曲轴清洗方法，其特征是：所述曲轴上孔的参数值的设定包括：

以曲轴的一端为坐标原点，沿着曲轴的轴线方向，标定每个油孔的垂直投影坐标值并记数油孔的数量。