關于機器人最終清洗機的優化設計

尹福州

摘 要：介紹了發動機清洗設備在發動機生產線中的重要性以及機器人在發動機生產線清洗設備的應用，詳細描述了一種罩蓋最終清洗機各工位的功能和作用。

關鍵詞：發動機；機器人；罩蓋；設計

1 發動機清洗設備在發動機生產線中的重要性

近年來，隨著人們生活水平的提高，汽車逐漸在我們日常生活中成為不可或缺的一部分，而發動機作為汽車中最為關鍵的組成部分，其質量的好壞直接影響汽車的性能，因此，發動機在生產過程清潔度和干燥度至關重要，是保證發動機質量的重要過程，所以優化發動機清洗機的設計，將對發動機質量產生重要影響。目前發動機清洗機的類型一般分為幾類，發展較早的有抬起步伐式清洗機和通過式清洗機以及CMM清洗機，近幾年機器人清洗機逐漸在各個發動機生產線中應用，通過實踐證明采用機器人清洗機能夠適應多品種切換的清洗需要，有效的提高清潔效果，減少了清洗設備結構的復雜性，達到柔性清洗的目的，得到了很好的市場效果。

2 罩蓋最終清洗機的概述及各工位功能

2.1 罩蓋最終清洗機功能整體介紹

本次介紹的罩蓋最終清洗機是罩蓋生產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，本清洗機清洗前先將已把合的瓦蓋螺栓旋松，然后利用搬運機器人將工件搬運至上料橫移工位，橫移工位將工件輸送至清洗機器人抓取工位，清洗機器人通過機械手抓取罩蓋，并且將瓦蓋與罩蓋分離，進行定點定位清洗及環形吹干，下料后經過真空干燥及冷卻工位使得工件達到干燥度及溫度要求。主要由搬運機器人、回轉旋松工位、上料橫移工位，浪涌及高壓去毛刺工位、定點定位清洗工位、掃描清理裝置、真空干燥裝置、冷卻通道裝置、水泵管路、氣動控制及電氣系統等組成。

2.2 主要工位的功能

2.2.1 搬運機器人上料工位

搬運機器人上料工位的作用是：將回轉旋松工位中下料的罩蓋搬運至清洗機上料橫移工位，然后將上游設備下料的罩蓋運輸到回轉旋松工位的空工位上，實現各工序機床間工件的流水作業。

2.2.2 回轉旋松工位

此工位共有兩個工件位置，其中一個位置是旋松位置，另一個工位是等待位置，通過回轉臺旋轉180°進行兩個位置的切換。搬運機器人通過機械手抓取工件將工件由上游設備下料處搬運至回轉旋松工位的空工位上后，通過底部回轉臺180°旋轉，將工件旋轉輸送至旋松位置，旋松工位通過氣動系統帶動滑臺移動，利用電軸和套筒將瓦蓋螺栓旋松，并且通過伺服電機走位實現對多個位置螺栓進行旋松作業，為后續瓦蓋漲開清洗做準備，旋松完成后，底部回轉臺旋轉180°回到原位狀態，通過搬運機器人將瓦蓋螺栓已旋松的罩蓋搬運至上料橫移工位處。

2.2.3 上料橫移工位

罩蓋由回轉旋松工位通過搬運機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至清洗機器人抓取工件位置，此工位包含工件在位檢測裝置和落座檢測裝置，在確認搬運機器人放置工件的位置準確無誤后再進行下一步動作，保證了機床運行的可靠性。

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。機器人抓取工件在浪涌水槽中進行涮洗，此步驟主要是對工件外表面及型腔進行清洗，涮洗結束后，工件回到工位上方，同時，浪涌水槽開始放水，工件再次進入工位，通過高壓插管，利用高壓泵產生的430bar的高壓水，對工件指定區域進行去毛刺處理，此工位將兩步清洗工位集成為一體，減少了機器人的移動軌跡，節省了機床內部的空間，同時簡化了程序控制，使得機床運行更加可靠。

2.2.5 定點定位清洗工位

定點定位清洗工位主要是通過水箱把合噴嘴，以點對點的形式，針對工件表面的孔隙進行重點清洗，由于機械手在抓取該罩蓋時，已通過機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，并且利用噴嘴針對瓦蓋把合面及加工面進行清洗，確保了清洗效果。

2.2.6 環形掃面吹干工位

工件經過清洗工位清洗完成后，機器人將工件移至環形掃面吹干工位，該工位主要是利用方形通道體首尾相連，行程方形環繞區域，在此區域內側把合掃面吹干噴嘴，將壓縮空氣通過噴嘴對工件及機器人機械手進行吹干處理。

2.2.7 真空干燥裝置

通常最終清洗機是工件加工線末端的設備，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。工件進入該工位后，由真空泵將腔體內的空氣抽出，形成接近真空的狀態，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檢測設備的檢測結果產生影響，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床的末端，主要是將軸流風機安裝在下料輥道上，通過風機將工件表面的熱量帶走，從而達到降低工件溫度的目的。

2.2.9 水泵管路

此清洗機的清洗液存儲在清洗室底部，機床工作前將水及清洗劑以一定比例混合達到規定標準，機床工作時，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過濾后通過清洗泵和高壓泵將水打到定點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，進行循環利用。

2.2.10 氣動控制及電氣系統

此系統主要由氣動執行元件、連接元件、氣動接頭、電氣元件等構成，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，實現清洗機的自動清洗，同時對機床運行過程實施監控，并作出警報處理。

3 結語

隨著科技的不斷發展，高智能化的機器人應用的程度越來越高，機器人在清洗機上的應用技術在不斷完善和進步，目前已被各大汽車發動機生產廠商所認可，機器人清洗機的誕生，顛覆了傳統清洗機的設計理念，促進了生產力的發展，但是，科技始終在不斷創新和進步，未來我們需要繼續努力創新、改善結構、優化設計，實現更高的智能化發展。

參考文獻

[1]趙志陽.機器人清洗機系統的設計[J].清洗世界，2014，（10）：29-32.

（作者單位：大連現代輔機開發制造有限公司）