CN215509422U - 一种焊接工件自动化清洗设备 - Google Patents

Abstract

一种焊接工件自动化清洗设备，包括沿工件进给方向依次布置的焊缝焊灰清洗单元、工件整体清洗单元、漂洗单元、风切单元和真空干燥单元；所述焊缝焊灰清洗单元设有机械臂、高压水枪、变位机和工件固定平台，所述机械臂左右对称布置两组，在每一组机械臂上均配装高压水枪，可通过机械臂带动高压水枪作空间运动，所述变位机左右两侧设有伺服电机及旋转轴，所述工件固定平台左右两侧分别与变位机上对应的旋转轴固定装配，在工件固定平台上设有工件夹紧机构。本实用新型对自动化清洗设备进行了优化设计，达到了提高清洗工作效率、降低生产成本的目的。

Description

一种焊接工件自动化清洗设备

技术领域

本实用新型涉及一种清洗设备，尤其是一种适用于焊接工件的自动化清洗设备。

背景技术

在汽车轻量化的大趋势下，铝合金材料的应用越来越广泛，尤其是新能源汽车电池托盘的生产普遍采用了铝合金材料焊接成型工艺。作为新能源汽车电池模组的载体，电池托盘不仅对机械强度有严格要求，而且对焊接成型后清洁度的要求也非常高。而在上述铝合金电池托盘的生产过程中，影响清洁度的两大因素是残留切削液和焊灰，其中残留切削液是在产品机加工时附着在电池托盘上的切削液；焊灰是由于工件的焊接成型通常采用MIG焊接（即惰性气体保护电弧焊，是利用惰性气体将焊接部分覆盖以促使电弧稳定及防止焊接质量变化，同时利用电弧热熔融焊接部分的金属，并送入焊条使焊缝连接的焊接方法）、激光焊接等技术，尤其MIG焊接工艺在汽车铝合金件生产过程中应用较为广泛，但铝合金MIG焊接后会产生黑灰附着在焊道附近，严重影响着工件的清洁度和外观品质，因此在铝合金电池托盘焊接作业完成后还需对其进行清洁处理。

现有技术中，针对上述铝合金电池托盘焊后清洁处理问题，通常采用人工擦拭和浸泡清洗的方法，其中人工擦拭是利用清洁剂配合钢丝刷或棉布等对工件进行清洁处理，存在工作效率低、清洁效果不稳定等缺陷，另外人工擦拭方法还存在难以与自动化生产线对接的问题；浸泡清洗是先将工件浸泡在添加了清洗剂的水槽中一定时间后，再将其转移到清水中冲洗干净，此方法设备使用成本较高，同时由于清洗时加入了清洗剂，会产生大量的污染废水，增加了废水处理的成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种焊接工件自动化清洗设备，旨在通过优化设计一种与铝合金电池托盘相匹配的自动化清洗设备，以达到提高清洗工作效率、降低生产成本的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种焊接工件自动化清洗设备，包括焊缝焊灰清洗单元、工件整体清洗单元、漂洗单元、风切单元、真空干燥单元和移载机构；所述焊缝焊灰清洗单元、工件整体清洗单元、漂洗单元、风切单元、真空干燥单元沿工件进给方向依次布置在对应的工位上，通过移载机构完成工件在相邻两工位之间的输送；所述焊缝焊灰清洗单元设有机械臂、高压水枪、变位机和工件固定平台，所述机械臂左右对称布置两组，在每一组机械臂上均配装高压水枪，所述高压水枪进水端连接高压水泵，并可通过机械臂带动高压水枪作空间运动，使高压水枪的喷嘴对准焊接工件的焊缝位置，所述变位机左右两侧设有伺服电机及与伺服电机输出端连接的旋转轴，所述工件固定平台左右两侧分别与变位机上对应的旋转轴固定装配，在工件固定平台上设有工件夹紧机构。

上述焊接工件自动化清洗设备，所述高压水枪配装偏心旋转式喷嘴和/或双口旋转式喷嘴。

上述焊接工件自动化清洗设备，所述偏心旋转式喷嘴包括旋转体和一个偏心喷嘴，所述旋转体为圆柱型套筒结构，一端与高压水枪进水接头装配，在旋转体另一端面上安装偏心喷嘴，高压水枪处于工作状态时，高压水流从偏心喷嘴中喷出，并推动旋转体旋转，从而形成环形水柱。

上述焊接工件自动化清洗设备，所述双口旋转式喷嘴包括旋转体和两个偏心喷嘴，所述旋转体为阶梯套筒结构，其小直径端与高压水枪进水接头装配，在其大直径端面上安装两个偏心喷嘴，高压水枪处于工作状态时，由高压水流推动旋转体高速旋转，形成由两个偏心喷嘴喷出的环形水柱。

上述焊接工件自动化清洗设备，所述工件夹紧机构为布置在固定平台周边的若干组气动夹具。

上述焊接工件自动化清洗设备，所述工件整体清洗单元设有清洗工作台和布置在清洗工作台上方的若干组高压固定喷嘴，所述高压固定喷嘴与高压清洗水泵连接。

上述焊接工件自动化清洗设备，所述漂洗单元设有漂洗工作台和布置在漂洗工作台上方的若干组漂洗喷嘴，所述漂洗喷嘴连接在循环水管路中，在循环水管路中设置循环泵和过滤器。

本实用新型提供了一种焊接工件自动化清洗设备，尤其适用于铝合金电池托盘的焊后清洁处理作业，通过本实用新型所述的自动化清洗设备对焊接工件进行清洗，废水过滤后可以循环使用，清洗下来的固体颗粒在过滤网中聚集，只需定期清理或更换滤网就能正常使用，由于不使用化学药剂，与浸泡法比较从源头上解决了环境污染问题，减少了对废水的处理过程，降低了废水设备投入和运行成本；本实用新型可通过焊缝焊灰清洗单元清除焊缝角落或缝隙中的焊灰，与人工擦拭法比较具有清洁效果好、工作效率高的特点；本实用新型的焊缝焊灰清洗单元实现了高压水枪与机械臂集成结构，清洗轨迹可通过编程控制，提高了清洗设备柔性，便于推广应用。总之，本实用新型对自动化清洗设备进行了优化设计，从而达到了提高清洗工作效率、降低生产成本的目的。

附图说明

图1是焊接工件自动化清洗设备平面布置示意图（俯视）；

图2是焊缝焊灰清洗单元结构示意图；

图3是图2的A向视图；

图4是图2的B向视图；

图5是高压水枪的偏心旋转式喷嘴示意图；

图6是偏心旋转式喷嘴工作过程示意图；

图7是高压水枪的双口旋转式喷嘴示意图；

图8是双口旋转式喷嘴工作过程示意图。

图中各标号清单为：

1、焊缝焊灰清洗单元，1-1、机械臂，1-2、高压水枪，1-2-1、旋转体，1-2-2、偏心喷嘴，1-3、变位机，1-3-1、伺服电机，1-3-2、旋转轴，1-4、工件固定平台，1-5、工件夹紧机构；

2、工件整体清洗单元，2-1、清洗工作台，2-2、高压固定喷嘴；

3、漂洗单元，3-1、漂洗工作台，3-2、漂洗喷嘴；

4、风切单元；

5、真空干燥单元；

6、焊接工件。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参看图 1，本实用新型所述的焊接工件自动化清洗设备包括焊缝焊灰清洗单元1、工件整体清洗单元2、漂洗单元3、风切单元4、真空干燥单元5和移载机构（图中未显示）；所述焊缝焊灰清洗单元1、工件整体清洗单元2、漂洗单元3、风切单元4、真空干燥单元5沿工件进给方向依次布置在对应的工位上，通过移载机构完成工件在相邻两工位之间的输送；所述工件整体清洗单元2设有清洗工作台2-1和布置在清洗工作台2-1上方的若干组高压固定喷嘴2-2，所述高压固定喷嘴2-2与高压清洗水泵连接；所述漂洗单元3设有漂洗工作台3-1和布置在漂洗工作台3-1上方的若干组漂洗喷嘴3-2，所述漂洗喷嘴3-2连接在循环水管路中，在循环水管路中设置循环泵和过滤器。

参看图2、图3、图4，在本实用新型所述的焊接工件自动化清洗设备中，所述焊缝焊灰清洗单元1设有机械臂1-1、高压水枪1-2、变位机1-3和工件固定平台1-4，所述机械臂1-1左右对称布置两组，在每一组机械臂1-1上均配装高压水枪1-2，所述高压水枪1-2进水端连接高压水泵，在高压水枪1-2的出水端配装偏心旋转式喷嘴和/或双口旋转式喷嘴，可通过机械臂1-1带动高压水枪1-2作空间运动，使高压水枪1-2的喷嘴对准焊接工件6的焊缝位置，所述变位机1-3左右两侧设有伺服电机1-3-1及与伺服电机输出端连接的旋转轴1-3-2，所述工件固定平台1-4左右两侧分别与变位机1-3上对应的旋转轴1-3-2固定装配，在工件固定平台1-4上设有工件夹紧机构1-5，所述工件夹紧机构1-5为布置在固定平台1-4周边的若干组气动夹具。

参看图5、图6，在本实用新型所述的焊接工件自动化清洗设备中，在所述高压水枪1-2上配装的偏心旋转式喷嘴包括旋转体1-2-1和一个偏心喷嘴1-2-2，所述旋转体1-2-1为圆柱型套筒结构，其一端与高压水枪1-2的进水接头装配，在旋转体1-2-1另一端面上安装偏心喷嘴1-2-2，当高压水流冲击到偏心旋转式喷嘴时，水流冲击力让旋转体1-2-1产生旋转力，旋转体1-2-1旋转带动偏心喷嘴1-2-2旋转，水流从旋转的偏心喷嘴1-2-2喷出，形成带旋转的环形水柱，旋转力和高压冲击力相结合，接触工件表面脏污的时，会产生极强的剥离效果，瞬间就将污垢冲洗掉。

参看图7、图8，在本实用新型所述的焊接工件自动化清洗设备中，在所述高压水枪1-2上配装的双口旋转式喷嘴包括旋转体1-2-1和两个偏心喷嘴1-2-2，所述旋转体1-2-1为阶梯套筒结构，其小直径端与高压水枪1-2的进水接头通过轴承装配，在其大直径端面上安装两个偏心喷嘴1-2-2，清洗时可由轴承带动前部喷嘴产生高速旋转，形成环形水柱，由于轴承配合结构转速高，且喷头前部有两个喷嘴，水流量更大，所以形成的剥离效果及清洗效果更好。

参看图1、图2、图3、图4，采用本实用新型所述的自动化清洗设备进行焊接工件的焊后清洁处理作业，其操作步骤如下：

a、上料，通过移载机构将焊接工件6移送至焊缝焊灰清洗工位，以倒扣方式置于焊缝焊灰清洗单元1的工件固定平台1-4上，并由布置在工件固定平台1-4周边的若干组气动夹具对其夹紧定位；

b、启动焊缝焊灰清洗单元1中变位机1-3左右两侧的伺服电机1-3-1，带动工件固定平台1-4旋转一定角度；

c、调整焊缝焊灰清洗单元1的机械臂1-1及高压水枪1-2位置，使高压水枪1-2的喷嘴与焊接工件6上焊缝相对；

d、设定与环境条件匹配的清洗方式，选择相应结构的高压水枪喷嘴；当清洗焊缝焊灰的水温为20℃时，选用偏心旋转式喷嘴，控制水的流量为4L/min，喷嘴距焊缝距离在100mm以下，喷嘴移动速度为30-50mm/s，喷嘴的喷射压力为100Mpa-120Mpa；当清洗焊缝焊灰的水温为20℃时，选用双口旋转式喷嘴，控制水的流量为9L/min，喷嘴距焊缝距离在100mm以下，喷嘴移动速度为30-70mm/s，喷嘴的喷射压力为100Mpa-120Mpa；当清洗焊缝焊灰的水温为60℃时，选用偏心旋转式喷嘴，控制水的流量为4L/min，喷嘴移动速度为5mm/s，喷嘴的喷射压力在28Mpa以上；

e、启动焊缝焊灰清洗单元1的机械臂运行开关，由控制系统控制机械臂1-1运动，使高压水枪1-2的喷嘴沿与焊缝一致的方向移动；

f、重复b、c、d、e工作步骤，完成焊接工件6上焊缝焊灰清洗过程；

g、通过移载机构将焊接工件6由焊缝焊灰清洗工位移送至工件总体清洗工位，固定在工件整体清洗单元2的清洗工作台2-1上，然后通过工件整体清洗单元2的高压固定喷嘴2-2对焊接工件6进行整体清洗，所述高压固定喷嘴2-2的喷射压力为40-60Mpa；

h、通过移载机构将焊接工件6由总体清洗工位移送至漂洗工位，固定在漂洗单元3的漂洗工作台3-1上，然后通过漂洗单元3的漂洗喷嘴3-2对焊接工件6进行漂洗；

i、通过移载机构将焊接工件6由漂洗工位移送至风切工位，风切单元4利用吹风的方式使焊接工件6上大部分的水沥干；

j、通过移载机构将焊接工件由风切工位移送至真空干燥工位，真空干燥单元5通过抽真空及加热方式将焊接工件6上残留的水汽化后对其进行真空干燥。

k、通过移载机构将焊接工件6由真空干燥工位移送至下料工位，完成焊接工件6的焊后清洁处理作业。

Claims (7)

1.一种焊接工件自动化清洗设备，其特征是，它包括焊缝焊灰清洗单元（1）、工件整体清洗单元（2）、漂洗单元（3）、风切单元（4）、真空干燥单元（5）和移载机构；所述焊缝焊灰清洗单元（1）、工件整体清洗单元（2）、漂洗单元（3）、风切单元（4）、真空干燥单元（5）沿工件进给方向依次布置在对应的工位上，通过移载机构完成工件在相邻两工位之间的输送；所述焊缝焊灰清洗单元（1）设有机械臂（1-1）、高压水枪（1-2）、变位机（1-3）和工件固定平台（1-4），所述机械臂（1-1）左右对称布置两组，在每一组机械臂（1-1）上均配装高压水枪（1-2），所述高压水枪（1-2）进水端连接高压水泵，可通过机械臂（1-1）带动高压水枪（1-2）作空间运动，使高压水枪（1-2）的喷嘴对准焊接工件（6）的焊缝位置，所述变位机（1-3）左右两侧设有伺服电机（1-3-1）及与伺服电机输出端连接的旋转轴（1-3-2），所述工件固定平台（1-4）左右两侧分别与变位机（1-3）上对应的旋转轴（1-3-2）固定装配，在工件固定平台（1-4）上设有工件夹紧机构（1-5）。

2.根据权利要求1所述的焊接工件自动化清洗设备，其特征是，所述高压水枪（1-2）配装偏心旋转式喷嘴和/或双口旋转式喷嘴。

3.根据权利要求2所述的焊接工件自动化清洗设备，其特征是，所述偏心旋转式喷嘴包括旋转体（1-2-1）和一个偏心喷嘴（1-2-2），所述旋转体（1-2-1）为圆柱型套筒结构，一端与高压水枪（1-2）的进水接头装配，在旋转体（1-2-1）另一端面上安装偏心喷嘴（1-2-2），高压水枪（1-2）处于工作状态时，高压水流从偏心喷嘴（1-2-2）中喷出，并推动旋转体（1-2-1）旋转，从而形成环形水柱。

4.根据权利要求2所述的焊接工件自动化清洗设备，其特征是，所述双口旋转式喷嘴包括旋转体（1-2-1）和两个偏心喷嘴（1-2-2），所述旋转体（1-2-1）为阶梯套筒结构，其小直径端与高压水枪（1-2）的进水接头装配，在其大直径端面上安装两个偏心喷嘴（1-2-2），高压水枪（1-2）处于工作状态时，由高压水流推动旋转体（1-2-1）高速旋转，形成由两个偏心喷嘴（1-2-2）喷出的环形水柱。

5.根据权利要求3或4所述的焊接工件自动化清洗设备，其特征是，所述工件夹紧机构（1-5）为布置在固定平台（1-4）周边的若干组气动夹具。

6.根据权利要求5所述的焊接工件自动化清洗设备，其特征是，所述工件整体清洗单元（2）设有清洗工作台（2-1）和布置在清洗工作台（2-1）上方的若干组高压固定喷嘴（2-2），所述高压固定喷嘴（2-2）与高压清洗水泵连接。

7.根据权利要求6所述的焊接工件自动化清洗设备，其特征是，所述漂洗单元（3）设有漂洗工作台（3-1）和布置在漂洗工作台（3-1）上方的若干组漂洗喷嘴（3-2），所述漂洗喷嘴（3-2）连接在循环水管路中，在循环水管路中设置循环泵和过滤器。

Images