CN220611602U - 一种轴类零件周向清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴类零件周向清洗设备，包括清洗平台、设置在清洗平台上的轴工件支撑工装、轴工件限位工装、轴工件旋转夹紧机构以及机械臂，机械臂设置在清洗平台的一侧。轴工件旋转夹紧机构包括三爪气缸、伺服电机以及底座；轴工件支撑工装包括支撑座以及升降装置，机械臂上设置有激光清洗头，激光清洗头用于对轴类零件进行清洗。轴工件限位工装包括定位结构和滑动气缸，定位结构包括固定座和导向体。本实用新型采用激光清洗代替清洗剂对轴类零件进行清洗，激光清洗是一种非接触式清洗技术，不需要使用清洗剂，避免了清洗剂的成本和环境影响。激光清洗可以清洗到零件表面的微小凹陷和细微间隙，提高清洗效果和质量。

Description

一种轴类零件周向清洗设备

技术领域

本实用新型涉及轴类零件加工技术领域，具体涉及一种轴类零件周向清洗设备。

背景技术

轴类零件是旋转体零件，它的长度大于直径，根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴类零件在加工后表面通常残留有油污需要清洗，现有的轴类零件清洗过程中，大多数是通过人工使用毛刷进行清洗，清洁效果较差且清洁效率低。

为了提升轴类零件的清洁效果、提高清洁效率，人们制造研发了多种清洗设备。在公开号为CN218610653U的实用新型专利(以下简称“现有技术1”)中公开了一种轴类零件清洗设备，现有技术1中通过固定环配合各自环面连接的固定凸块使用，四个固定螺杆实现对轴类零件的外部进行支撑固定，实现对将轴类零件插入到固定环内部，适用不同直径的轴类零件进行固定，同时通过移动机构带动凹形环移动，由清洗喷头缓慢移动对轴类零件外侧进行精细喷洗，清洗效果好。现有技术1降低劳动强度，减少人工成本，提高了清洗效率。

现有技术1是使用液体对轴类零件进行清洗，清洗轴类零件使用的液体通常为清洗剂(包括溶剂、碱性清洗剂、酸性清洗剂等)。而清洗剂在实际的使用中存在诸多局限和不足，部分清洗剂中可能含有有害的化学物质，会对环境造成污染；有的清洗剂具有挥发性，易燃易爆，存在安全风险；使用后的清洗剂产生的废液需要进行处理，会产生额外的成本和工作量。

实用新型内容

本实用新型提供了一种轴类零件周向清洗设备，目的是解决现有技术中使用清洗剂清洗轴类零件存在安全风险、废液不易处理的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种轴类零件周向清洗设备，包括清洗平台、设置在清洗平台上的轴工件支撑工装、轴工件限位工装、轴工件旋转夹紧机构以及机械臂，机械臂设置在清洗平台的一侧。

轴工件旋转夹紧机构包括三爪气缸、伺服电机以及底座，伺服电机设置在底座上，伺服电机的输出端与三爪气缸连接；轴工件支撑工装包括支撑座以及升降装置，支撑座设置在升降装置上；机械臂上设置有激光清洗头，激光清洗头用于对轴类零件进行清洗。

轴工件限位工装包括定位结构和滑动气缸，滑动气缸包括移动块和固定体，固定体设置在清洗平台上，定位结构设置在移动块上，定位结构包括固定座和导向体，导向体设置在固定座的端部，导向体上设置有适配槽。

在一种优选的技术方案中，支撑座包括基座和辊筒，辊筒与基座转动连接，辊筒设置有两个。

在一种优选的技术方案中，升降装置包括第一杆体、第二杆体、座体以及驱动装置，驱动装置包括步进电机、螺杆、固定部以及活动部；

第一杆体与第二杆体转动连接，第一杆体与支撑座转动连接，第二杆体与支撑座转动连接，第一杆体与座体转动连接，第二杆体与活动部转动连接；

固定部上设置有通孔，活动部上设置有轴孔，轴孔内设置有内螺纹，步进电机的输出端与螺杆连接，螺杆从通孔穿过，螺杆与轴孔螺纹配合，固定部上设置有轴承，螺杆与轴承内圈连接，固定部与轴承外圈连接。

在一种优选的技术方案中，机械臂上设置有工业相机。

在一种优选的技术方案中，清洗平台的一侧设置有补光射灯。

在一种优选的技术方案中，清洗平台上设置有吸尘口和通尘管，通尘管上设置有入尘口和出尘口，清洗平台的一侧设置有集尘器；入尘口与吸尘口连接，出尘口与集尘器连接。

在一种优选的技术方案中，机械臂上设置有竹节管，清洗平台旁设置有氮气瓶，竹节管与氮气瓶连接。

在一种优选的技术方案中，导向体使用耐磨材料制作。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用激光清洗代替清洗剂对轴类零件进行清洗，激光清洗是一种非接触式清洗技术，不需要使用清洗剂，避免了清洗剂的成本和环境影响。通过激光束的高能量和高频率震荡，可以将污垢和污染物从轴类零件表面去除。激光清洗可以清洗到零件表面的微小凹陷和细微间隙，提高清洗效果和质量。

在清洗平台上设置有轴工件支撑工装和轴工件限位工装，用于对较长的轴工件起支撑和固定的作用，防止轴工件的中间部位因重力出现弯曲或端部在旋转时出现晃动，进而对激光清洗带来不利影响。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型局部结构示意图之一；

附图3为本实用新型的局部结构示意图之二；

附图4为本实用新型的轴工件支撑工装的结构示意图；

附图5为本实用新型的轴工件支撑工装的截面示意图；

附图6为本实用新型的轴工件限位工装的结构示意图；

附图7为本实用新型的轴工件旋转夹紧机构的结构示意图。

图中：100-清洗平台、110-吸尘口、120-通尘管、200-轴工件支撑工装、210-支撑座、211-基座、212-辊筒、220-升降装置、221-第一杆体、222-第二杆体、223-座体、224-步进电机、225-螺杆、226-固定部、227-活动部、228-通孔、229-轴孔、300-轴工件限位工装、310-定位结构、311-固定座、312-导向体、313-适配槽、320-滑动气缸、400-轴工件旋转夹紧机构、410-三爪气缸、420-伺服电机、430-底座、500-机械臂、510-激光清洗头、520-工业相机、530-竹节管、540-控制柜、550-触摸屏、600-补光射灯、700-防护罩、800-集尘器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的具体实施例进行详细描述：

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变。

另外，本实用新型专利中涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1、图4、图6、图7所示，一种轴类零件清洗设备，包括清洗平台100、设置在清洗平台100上的轴工件支撑工装200、轴工件限位工装300、轴工件旋转夹紧机构400以及机械臂500，机械臂500设置在清洗平台100的一侧。

轴工件旋转夹紧机构400包括三爪气缸410、伺服电机420以及底座430，伺服电机420设置在底座430上，伺服电机420的输出端与三爪气缸410连接；轴工件支撑工装200包括支撑座210以及升降装置220，支撑座210设置在升降装置220上；机械臂500上设置有激光清洗头510，激光清洗头510用于对轴类零件进行清洗。

轴工件限位工装300包括定位结构310和滑动气缸320，滑动气缸320包括移动块和固定体，固定体设置在清洗平台100上，定位结构310设置在移动块上，定位结构310包括固定座311和导向体312，导向体312设置在固定座311的端部，导向体312上设置有适配槽313。

本实用新型中提到的较长的轴工件(轴类零件)可选为细长轴，即长径比大于20的轴。进一步的，若轴工件的一端被三爪气缸410夹紧后，轴工件的其余部分在不受支撑的情况下会因重力产生弯曲的情况，此类轴工件也属于本申请所述的较长的轴工件。三爪气缸410可选MHS3-63D型三爪气缸。

本实用新型在使用时，先将轴工件(通常为圆柱状)的一端用三爪气缸410夹紧，然后将支撑座210升高对轴工件进行支撑，使轴工件保持水平状态，同时为了防止在轴工件转动时轴工件未被夹紧的一端发生晃动，可使用轴工件限位工装300对轴工件未被夹紧的一端(以下简称“活动端”)进行固定，具体的操作为将适配槽313对准活动端，然后启动滑动气缸320使固定座311向轴工件方向移动使活动端与适配槽313接触。

当轴工件的夹紧和限位完成后，工作人员可以通过控制机械臂500使激光清洗头510对轴工件的表面进行清洗，如控制机械臂500运动调整激光清洗头510与轴工件之间的距离，确保激光清洗头510发出的激光束能够清洗轴工件的表面，保证激光清洗头510的位置不动，然后启动伺服电机420使三爪气缸410带动轴工件旋转，三爪气缸410带动轴工件转动一周(一圈)，激光清洗头510发出的激光束完成了对轴工件的一次周向清洗。工作人员检查清洗效果，如有需要可以进行二次清洗，若轴工件该处表面清洗干净，则可控制机械臂500使激光清洗头510移动至轴工件下一处需要清洗的位置进行周向清洗操作。

在使用本实用新型对轴工件进行清洗时，工作人员可视轴工件表面油污的分布情况对轴工件进行定点清洗，能够加快对轴工件的清洗速度。与使用清洗剂清洗相比，激光清洗不需要配备清洗剂，也不需要对使用后的清洗剂进行处理，有效减少了工作人员的操作工序，同时节约了耗材成本。

实施例二

在本实施例中，清洗平台100下方设置有激光器，激光器可选YDFLP-200-M7脉冲光纤激光器或者YDFLP-E-200-M7脉冲光纤激光器，激光器用于给激光清洗头510供能，激光清洗头510可选MRJ-S03激光清洗头，激光清洗头510与激光器可通过光纤连接。

实施例三

在本实施例中，机械臂500旁设置有用于控制机械臂500的控制柜540，控制柜540与机械臂500电连接。控制柜540旁设置有触摸屏550，触摸屏550与控制柜540和激光器电连接。工作人员通过触摸屏550能够控制机械臂500运作、实现激光清洗的启停，触摸屏550上同时设置有急停按钮，便于紧急情况下工作人员关闭设备。

实施例四

如图4、图5所示，在本实施例中，支撑座210包括基座211和辊筒212，辊筒212与基座211转动连接，辊筒212设置有两个。支撑座210用于对轴工件进行支撑，防止轴工件的中间部位因重力影响出现弯曲的情况。同时又因为在清洗的过程中轴工件需要转动，所以在支撑座210上设置了可以转动的辊筒212对轴工件进行支撑。因为辊筒212与轴工件均为圆柱状，所以辊筒212能够适应对不同直径的轴工件的支撑。

实施例五

如图4、图5所示，在本实施例中，升降装置220包括第一杆体221、第二杆体222、座体223以及驱动装置，驱动装置包括步进电机224、螺杆225、固定部226以及活动部227；

第一杆体221与第二杆体222转动连接，第一杆体221与支撑座210转动连接，第二杆体222与支撑座210转动连接，第一杆体221与座体223转动连接，第二杆体222与活动部227转动连接；

固定部226上设置有通孔228，活动部227上设置有轴孔229，轴孔229内设置有内螺纹，步进电机224的输出端与螺杆225连接，螺杆225从通孔228穿过，螺杆225与轴孔229螺纹配合，固定部226上设置有轴承，螺杆225与轴承内圈连接，固定部226与轴承外圈连接。

因为轴工件的直径大小不一，且轴工件的长度较长，所以需要适当的位置对轴工件进行支撑，为了确保轴工件是水平状态，避免在轴工件转动的过程中轴工件出现大的晃动，需要对支撑座210的高度进行调整。通过步进电机224带动螺杆225转动，螺杆225转动使活动部沿螺杆225的长度方向移动，活动部在移动的过程中会使第二杆体222转动，从而实现对支撑座210高度的调节。

实施例六

如图3所示，在本实施例中，机械臂500上设置有工业相机520。当完成一次焊缝清洗后，工作人员可能需要对清洗的效果拍照存档，此时通过机械臂500上的工业相机520即可完成拍照，同时也可通过调节机械臂500对工业相机520的位置进行调整，使工业相机520能够对清洗后的焊缝进行多角度的拍照记录。工业相机520可选EXO 304MGE相机。

实施例七

如图2所示，在本实施例中，清洗平台100的一侧设置有补光射灯600。当环境亮度不够时，工作人员可以打开补光射灯600提高周围环境的明亮度，使工业相机520能够拍到效果更好的焊缝清洗后的照片。补光射灯600可选SJ70W型双色摄影聚光灯。

实施例八

如图1、图2所示，在本实施例中，清洗平台100上设置有吸尘口110和通尘管120，通尘管120上设置有入尘口和出尘口，清洗平台100的一侧设置有集尘器800；入尘口与吸尘口110连接，出尘口与集尘器800连接。

使用激光清洗焊缝时可能会产生一些细小的颗粒物，颗粒物主要是焊缝表面的污染物和焊渣的微粒。工作人员可以打开集尘器800，从吸尘口110将颗粒物吸入通尘管120中，通尘管120中的颗粒物最终会汇集到集尘器800中。

实施例九

如图2所示，在本实施例中，机械臂500上设置有竹节管530，清洗平台100旁设置有氮气瓶，竹节管530与氮气瓶连接。竹节管530与氮气瓶通过气管(图中未示出)连接，氮气瓶用于给竹节管530提供氮气，当激光清洗头510完成对轴工件焊缝的清洗后，打开氮气瓶使竹节管530喷出氮气，对清洗后的焊缝进行进一步的清洁，将残存在焊缝中的杂质残渣从焊缝中吹出，同时可以通过机械臂500控制竹节管530移动，对清洗平台100的表面进行清洁。竹节管530可选G1/4系列可调塑料冷却管。

实施例十

在本实施例中，导向体312使用耐磨材料制作，耐磨材料可选聚氨酯。使用耐磨材料制作导向体312能够减少轴工件在转动时对导向体312的磨损，延长导向体312的使用寿命。

实施例十一

如图1所示，在本实施例中，清洗平台100上设置有防护罩700，防护罩700可使用角铁、铝型材等材料搭建，防护罩700上也可设置透明玻璃或者透明塑料方便工作人员观察清洗情况。

实施例十二

在本实施例中举例清洗设备的使用场景，可以使用清洗设备对焊缝进行清洗，激光束清洗焊缝具有清洁彻底、高精度、高效率、提升焊缝质量和环保节能等优点。

当轴工件为两根轴焊接而成(以下简称“焊接轴”)，在两根轴的焊接部位会形成焊缝，焊缝通常是焊接接头的核心部分，它决定了焊接接头的强度和密封性。而在焊缝形成的同时焊缝周围也会形成焊渣和污垢(包括焊缝中的油脂、润滑剂、氧化物)，焊渣、污垢等对焊接接头的质量和性能也有着直接的影响。

对焊缝进行清洗能够有效地清除焊渣和污垢，保证焊缝的干净和纯洁，从而提高焊接接头的强度、密封性以及焊接效率。工作人员可以通过控制机械臂500使激光清洗头510移动至两根轴的焊接部位处，确保激光清洗头有510发出的激光束能够清洗到焊缝。然后启动伺服电机420使三爪气缸410及焊接轴旋转，使激光束对焊缝进行清洗。

以上所述的具体实施例，对于本实用新型的技术方案、解决的技术问题和有益效果进行了进一步的详细说明，应当注意的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：包括清洗平台(100)、设置在清洗平台(100)上的轴工件支撑工装(200)、轴工件限位工装(300)、轴工件旋转夹紧机构(400)以及机械臂(500)，机械臂(500)设置在清洗平台(100)的一侧；

轴工件旋转夹紧机构(400)包括三爪气缸(410)、伺服电机(420)以及底座(430)，伺服电机(420)设置在底座(430)上，伺服电机(420)的输出端与三爪气缸(410)连接；轴工件支撑工装(200)包括支撑座(210)以及升降装置(220)，支撑座(210)设置在升降装置(220)上；机械臂(500)上设置有激光清洗头(510)，激光清洗头(510)用于对轴类零件进行清洗；

轴工件限位工装(300)包括定位结构(310)和滑动气缸(320)，滑动气缸(320)包括移动块和固定体，固定体设置在清洗平台(100)上，定位结构(310)设置在移动块上，定位结构(310)包括固定座(311)和导向体(312)，导向体(312)设置在固定座(311)的端部，导向体(312)上设置有适配槽(313)。

2.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：支撑座(210)包括基座(211)和辊筒(212)，辊筒(212)与基座(211)转动连接，辊筒(212)设置有两个。

3.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：升降装置(220)包括第一杆体(221)、第二杆体(222)、座体(223)以及驱动装置，驱动装置包括步进电机(224)、螺杆(225)、固定部(226)以及活动部(227)；

第一杆体(221)与第二杆体(222)转动连接，第一杆体(221)与支撑座(210)转动连接，第二杆体(222)与支撑座(210)转动连接，第一杆体(221)与座体(223)转动连接，第二杆体(222)与活动部(227)转动连接；

固定部(226)上设置有通孔(228)，活动部(227)上设置有轴孔(229)，轴孔(229)内设置有内螺纹，步进电机(224)的输出端与螺杆(225)连接，螺杆(225)从通孔(228)穿过，螺杆(225)与轴孔(229)螺纹配合，固定部(226)上设置有轴承，螺杆(225)与轴承内圈连接，固定部(226)与轴承外圈连接。

4.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：机械臂(500)上设置有工业相机(520)。

5.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：清洗平台(100)的一侧设置有补光射灯(600)。

6.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：清洗平台(100)上设置有吸尘口(110)和通尘管(120)，通尘管(120)上设置有入尘口和出尘口，清洗平台(100)的一侧设置有集尘器(800)；入尘口与吸尘口(110)连接，出尘口与集尘器(800)连接。

7.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：机械臂(500)上设置有竹节管(530)，清洗平台(100)旁设置有氮气瓶，竹节管(530)与氮气瓶连接。

8.根据权利要求1所述的一种轴类零件周向清洗设备，其特征在于：导向体(312)使用耐磨材料制作。