關(guān)于機(jī)器人最終清洗機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

尹福州

摘 要：介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)清洗設(shè)備在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線中的重要性以及機(jī)器人在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線清洗設(shè)備的應(yīng)用，詳細(xì)描述了一種罩蓋最終清洗機(jī)各工位的功能和作用。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；機(jī)器人；罩蓋；設(shè)計(jì)

1 發(fā)動(dòng)機(jī)清洗設(shè)備在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線中的重要性

近年來，隨著人們生活水平的提高，汽車逐漸在我們?nèi)粘Ｉ钪谐蔀椴豢苫蛉钡囊徊糠?，而發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車中最為關(guān)鍵的組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響汽車的性能，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)過程清潔度和干燥度至關(guān)重要，是保證發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的重要過程，所以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)清洗機(jī)的設(shè)計(jì)，將對發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。目前發(fā)動(dòng)機(jī)清洗機(jī)的類型一般分為幾類，發(fā)展較早的有抬起步伐式清洗機(jī)和通過式清洗機(jī)以及CMM清洗機(jī)，近幾年機(jī)器人清洗機(jī)逐漸在各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線中應(yīng)用，通過實(shí)踐證明采用機(jī)器人清洗機(jī)能夠適應(yīng)多品種切換的清洗需要，有效的提高清潔效果，減少了清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，達(dá)到柔性清洗的目的，得到了很好的市場效果。

2 罩蓋最終清洗機(jī)的概述及各工位功能

2.1 罩蓋最終清洗機(jī)功能整體介紹

本次介紹的罩蓋最終清洗機(jī)是罩蓋生產(chǎn)線中最后一道清洗工序，最終清洗工序前此罩蓋加工工序全部完成，瓦蓋把合后的珩磨工序完成，本清洗機(jī)清洗前先將已把合的瓦蓋螺栓旋松，然后利用搬運(yùn)機(jī)器人將工件搬運(yùn)至上料橫移工位，橫移工位將工件輸送至清洗機(jī)器人抓取工位，清洗機(jī)器人通過機(jī)械手抓取罩蓋，并且將瓦蓋與罩蓋分離，進(jìn)行定點(diǎn)定位清洗及環(huán)形吹干，下料后經(jīng)過真空干燥及冷卻工位使得工件達(dá)到干燥度及溫度要求。主要由搬運(yùn)機(jī)器人、回轉(zhuǎn)旋松工位、上料橫移工位，浪涌及高壓去毛刺工位、定點(diǎn)定位清洗工位、掃描清理裝置、真空干燥裝置、冷卻通道裝置、水泵管路、氣動(dòng)控制及電氣系統(tǒng)等組成。

2.2 主要工位的功能

2.2.1 搬運(yùn)機(jī)器人上料工位

搬運(yùn)機(jī)器人上料工位的作用是：將回轉(zhuǎn)旋松工位中下料的罩蓋搬運(yùn)至清洗機(jī)上料橫移工位，然后將上游設(shè)備下料的罩蓋運(yùn)輸?shù)交剞D(zhuǎn)旋松工位的空工位上，實(shí)現(xiàn)各工序機(jī)床間工件的流水作業(yè)。

2.2.2 回轉(zhuǎn)旋松工位

此工位共有兩個(gè)工件位置，其中一個(gè)位置是旋松位置，另一個(gè)工位是等待位置，通過回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°進(jìn)行兩個(gè)位置的切換。搬運(yùn)機(jī)器人通過機(jī)械手抓取工件將工件由上游設(shè)備下料處搬運(yùn)至回轉(zhuǎn)旋松工位的空工位上后，通過底部回轉(zhuǎn)臺(tái)180°旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)輸送至旋松位置，旋松工位通過氣動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)滑臺(tái)移動(dòng)，利用電軸和套筒將瓦蓋螺栓旋松，并且通過伺服電機(jī)走位實(shí)現(xiàn)對多個(gè)位置螺栓進(jìn)行旋松作業(yè)，為后續(xù)瓦蓋漲開清洗做準(zhǔn)備，旋松完成后，底部回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°回到原位狀態(tài)，通過搬運(yùn)機(jī)器人將瓦蓋螺栓已旋松的罩蓋搬運(yùn)至上料橫移工位處。

2.2.3 上料橫移工位

罩蓋由回轉(zhuǎn)旋松工位通過搬運(yùn)機(jī)器人放置在上料橫移工位上后，通過此工位將罩蓋水平移動(dòng)至清洗機(jī)器人抓取工件位置，此工位包含工件在位檢測裝置和落座檢測裝置，在確認(rèn)搬運(yùn)機(jī)器人放置工件的位置準(zhǔn)確無誤后再進(jìn)行下一步動(dòng)作，保證了機(jī)床運(yùn)行的可靠性。

2.2.4 浪涌及高壓去毛刺工位

浪涌及高壓去毛刺工位是將浪涌清洗工位與高壓去毛刺工位集成為一體的工位。機(jī)器人抓取工件在浪涌水槽中進(jìn)行涮洗，此步驟主要是對工件外表面及型腔進(jìn)行清洗，涮洗結(jié)束后，工件回到工位上方，同時(shí)，浪涌水槽開始放水，工件再次進(jìn)入工位，通過高壓插管，利用高壓泵產(chǎn)生的430bar的高壓水，對工件指定區(qū)域進(jìn)行去毛刺處理，此工位將兩步清洗工位集成為一體，減少了機(jī)器人的移動(dòng)軌跡，節(jié)省了機(jī)床內(nèi)部的空間，同時(shí)簡化了程序控制，使得機(jī)床運(yùn)行更加可靠。

2.2.5 定點(diǎn)定位清洗工位

定點(diǎn)定位清洗工位主要是通過水箱把合噴嘴，以點(diǎn)對點(diǎn)的形式，針對工件表面的孔隙進(jìn)行重點(diǎn)清洗，由于機(jī)械手在抓取該罩蓋時(shí)，已通過機(jī)械手將該罩蓋的瓦蓋與罩蓋本體漲開，使得清洗過程中瓦蓋與罩蓋本體始終處于分離狀態(tài)，并且利用噴嘴針對瓦蓋把合面及加工面進(jìn)行清洗，確保了清洗效果。

2.2.6 環(huán)形掃面吹干工位

工件經(jīng)過清洗工位清洗完成后，機(jī)器人將工件移至環(huán)形掃面吹干工位，該工位主要是利用方形通道體首尾相連，行程方形環(huán)繞區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)側(cè)把合掃面吹干噴嘴，將壓縮空氣通過噴嘴對工件及機(jī)器人機(jī)械手進(jìn)行吹干處理。

2.2.7 真空干燥裝置

通常最終清洗機(jī)是工件加工線末端的設(shè)備，故對工件的干燥程度要求較高，為滿足干燥度要求，配備了真空干燥裝置。工件進(jìn)入該工位后，由真空泵將腔體內(nèi)的空氣抽出，形成接近真空的狀態(tài)，使工件附著的水汽化并被排除，獲得很高的干燥度。

2.2.8 冷卻通道裝置

工件溫度過高將對后續(xù)檢測設(shè)備的檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，冷卻通道裝置的作用是將工件的溫度降到室溫±3℃，通常冷卻裝置以通道的形式安裝在機(jī)床的末端，主要是將軸流風(fēng)機(jī)安裝在下料輥道上，通過風(fēng)機(jī)將工件表面的熱量帶走，從而達(dá)到降低工件溫度的目的。

2.2.9 水泵管路

此清洗機(jī)的清洗液存儲(chǔ)在清洗室底部，機(jī)床工作前將水及清洗劑以一定比例混合達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)床工作時(shí)，先利用電加熱裝置將清洗液溫度加熱至45-50°，由供水泵抽水通過渦旋分離裝置、自清潔過濾裝置將雜質(zhì)過濾后通過清洗泵和高壓泵將水打到定點(diǎn)定位清洗工位及高壓去毛刺工位中，完成清洗，清洗液回到清洗室，進(jìn)行循環(huán)利用。

2.2.10 氣動(dòng)控制及電氣系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要由氣動(dòng)執(zhí)行元件、連接元件、氣動(dòng)接頭、電氣元件等構(gòu)成，通過電氣PLC編程控制工件的輸送、清洗、吹干、干燥、及冷卻過程，實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)的自動(dòng)清洗，同時(shí)對機(jī)床運(yùn)行過程實(shí)施監(jiān)控，并作出警報(bào)處理。

3 結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，高智能化的機(jī)器人應(yīng)用的程度越來越高，機(jī)器人在清洗機(jī)上的應(yīng)用技術(shù)在不斷完善和進(jìn)步，目前已被各大汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠商所認(rèn)可，機(jī)器人清洗機(jī)的誕生，顛覆了傳統(tǒng)清洗機(jī)的設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，但是，科技始終在不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，未來我們需要繼續(xù)努力創(chuàng)新、改善結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)更高的智能化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]趙志陽.機(jī)器人清洗機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].清洗世界，2014，（10）：29-32.

（作者單位：大連現(xiàn)代輔機(jī)開發(fā)制造有限公司）