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金属零件全自动超声清洗机

2021-07-14 10:10
应用超声波清洗的原理,为某金属零件生产企业研制的全自动超声波清洗机。该清洗机主要由高压水喷淋清洗槽、超声波清洗槽和快速风干槽3部分组成,清洗机能够对金属零件进行快速高效的清洗。清洗在水中完成,并设计了水循环使用结构,很大程度降低了水资源的使用。采用PLC和触摸屏实现自动控制,性能稳定,人工成本和工人的劳动强度有了大幅下降,而清洗效率得到大幅提高。

金属零件在加工完成后,表面和腔体内部不可避免的存在铁屑、灰尘和油污等,所以在装配之前必须对金属零件进行清洗。特别是汽车减震器的零部件,表面和腔体内部的清洁度要求更高,需要采用高性能的清洗方法。超声波清洗作为一种优良的新工艺,在清洗行业中应用越来越广泛。超声波清洗的原理是利用超声在液体中传递,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。清洗作用存在于任何液体能浸到且声场存在的地方,其特点适用于结构非常复杂的零件。超声波清洗可以在水中完成,所以采用这一技术后,可减少化学溶剂的用量,从而减少对环境的污染。
 

企业提出的要求如下:

根据实际应用情况,全自动超声波清洗机应满足以下要求:
a.自动化程度高,清洗全程无人化操作。
b.一次清洗20个零件,清洗效率高。
c.控制用水量,减少清洗成本,清洗效果稳定
 
超声清洗机的结构设计自动清洗机是零件加工的最后一道工序,这道工序完成后工件就可以打包出厂。根据企业生产线的特点和工件清洁度的要求,自动超声清洗机的机械结构设计如图1所示
自动超声清洗机结构示意
自动超声清洗机结构示意
 
a.零件生产线与超声清洗机之间安装三轴机械手,将工件自动摆放于清洗摇篮中,清洗摇篮可以单层摆放20个以上的零件。
b.设计工件的清洗流程由喷淋清洗、超声清洗和风干3部分组成。首先对工件进行高压喷淋清洗,洗掉部分的铁屑和油污。接着进行超声波清洗,清洗完成后进行风刀吹干,三道工序顺序完成。设计超声清洗机为三槽结构。
c.升降吊钩将摇篮平稳升高至上限位,清洗机上部的传送带带动摇篮向右移动,在输送带上安装喷淋清洗位、超声清洗位、风干清洗位和检测位等限位开关,到达位置后,吊钩将摇篮下降至各槽中完成各自的工序。
d.各槽底部设计储液箱,清洗后的清洗液共同流入储液箱进行过滤处理,可以保障清洗液循环使用,达到节约用水的目的。
 
超声清洗机主要功能要求超声清洗机的主要功能如下:
a.机械手将工件摆放至摇篮中,摆满后,吊钩下降勾起摇篮,输送带推动摇篮向右移动至清洗槽限位开关,吊钩下降将摇置于喷淋槽中。表面喷淋泵和内孔喷淋泵起动,进行喷淋清洗。喷淋过程中启动循环泵形成循环用水。
b.喷淋清洗完成后,输送带将摇篮送至超声清洗槽,超声发生器发出超声波,在水中完成超声清洗。液位传感器对超声槽中的水位进行检测,水位偏低时,开启注水泵向超声槽注水至高液位。
c.超声清洗完成后输送带把摇篮送入吹干槽。

 
根据企业要求设计的全自动超声波清洗机,达到了企业的预期效果。设备投入使用后,运行可靠,清洗效果优于手工清洗,而且清洗效率高,能完全满足零件生产的要求。设备采用PLC和MCGS触摸屏控制,可以进行功能扩展和工艺调整,设备具备一定的柔性。清洗机与产线之间采用三轴机械手搬运工件,提高了产线的自动化水平,提高了生产效率,减轻了工人劳动强度。后期将在提高清洗速度,清洗效果视觉检测等方面进一步开展研究,提高产线的效率和智能化水平。

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