科技应用
农家科技 65
王洪宝
（大连现代辅机开发制造有限公司 辽宁大连116600）
摘 要：随着汽车发动机制造装配线的产量和质量需求不断提高，对机加工线上的清洗系统柔性化技术提出了更高要求。随着科学技术的发展，机器人已应用各个领域，本文主要介绍一种基于工业机器人和智能控制系统的清洗系统。该系统核心是以工业机器人为基础，利用工业机器人上的机械手夹持住工件来完成对发动机壳体的清洗，尽最大可能地减少辅助功能部件及运行动作时间，最终达到结构简化，设备体积小，工作可靠，清洗效果最佳，耗能低等目的。发动机清洁
关键词：柔性清洗技术；汽车行业
当下世界经济的发展的不景气，机械制造行业受到很大影响，但是在国内汽车制造业依然保持良好的增长形式，促使汽车行业向环保性、安全性、多品种、优质化及个性化方向发展。汽车发动机制造装配线的产
量和质量需不断提高；这就要求机加工线上的清洗系统柔性化技术提高。随着科学技术的发展，机器人已应用各个领域，本文主要介绍一种基于工业机器人和智能控制系统的清洗系统。该系统核心是以工业机器人为基础，利用工业机器人上的机械手夹持住工件来完成对发动机壳体的清洗，尽最大可能地减少辅助功能部件及运行动作时间，最终达到结构简化，设备体积小，工作可靠，清洗效果最佳，耗能低等目的，此柔性清洗系统已能处理最广泛类型的工件，实现生产产量和质量的提高。 柔性清洗技术组成主要有：可编程序控制器（PLC ）、工业机器人、清洗单元、吹干及干燥单元、冷却单元、气动控制单元、清洗液处理单元等7个主要部分组成。 1.可编程序控制器（PLC） 由PROFIBUS —DP 现场总线将PLC 、人机界面、各工位操作终端、传感器以及机器人控制连接为一体，在PLC 中设置以太网接口模块，连接汽车零部件企业工业自动化信息网络管理。通过实行现场总线控制，使电气维修安装快捷方便，通讯可靠。为汽车零部件企业，实现方便生产信息收集管理、产量规划控制、维修系统、远程专家诊断等融为一体提供了必备条件。 2.工业机器人单元 六度自由曲臂智能机器人是清洗系统的核心部分，分为工业智能机器人和工件夹持装置（机械爪）两部分。由于清洗介质是带有腐蚀性的弱碱性溶液，因此机器人的防护等级要达到IP67，所有外露伺服电机需加防护罩，保证使用安全。清洗行业常选用FUNCK 或ABB 品牌的机器人 3.清洗单元 清洗单元是机床非常重要的组成部分，如果清洗不干净，其中的铁屑等杂质会影响发动机的使用寿命。清洗单元基本由浪涌搅水涮洗、定点及扫描清洗、高压清洗等几部分组成。 浪涌搅水涮洗装置是通过机器人动作配合的基础上完成对工件涮洗技术。浪涌清洗水箱包含有液位检测，搅水喷嘴，放水球阀等。工作中，机器人抓取工件到浪涌清洗水箱中，浪涌注清洗液，
搅水喷嘴使水箱中清洗液漩涡式旋转流动，同时机器人带动工件做双向旋转涮洗及上下提升涮洗动作；在通过机器人辅助及搅水喷嘴的作用下，让浪涌内清洗液不断做强力翻腾、旋转等紊乱不规则运动；使工件表面、孔系及内腔受到清洗液的强力冲涮；从而达到工件表面、孔系及内腔上的油污及加工屑等清洗掉的目的。完成浪涌放水球阀打开防水，让油污及加工屑等拍到过滤装置中，等待下一工件的清洗。 定点及扫描清洗装置由管路及清洗水箱组成，清洗压力一般在10～15bar 之间。水箱上设有针对工件孔系清洗喷嘴，工作时，通过机器人带动工件，靠近喷嘴，对工件需要清洗的面及孔系进行扫面及定点扫洗。如何提高工件清洗效果是一个技术难点，主要由工件一些很深的孔系及多层复杂的水套腔清洗不干净，影响了工件清洁度指标；现在对于深孔系清洗主要采用探入式清洗而多层复杂水套腔采用焖赌式灌水清洗；上面所述清洗技术对工件清洗质量相对以前有很大提高，单对某个别型号工件也存在清洗效果不佳状态；加工制造业、发动机壳体设计及后期壳体加工工艺制定都制约了我们的清洗技术的发展，迫使我们的清洗技术还需不断提高。 高压清洗装置用于发动机壳体油道去毛刺，本单元由插管及随动导向机构和高压泵组组成。插管和随动导向机构组合在一起。工作时，通过机器人带动工件，将工件的指定孔（缸体或者缸盖主油道孔）对准插管并套入并缓慢沿着插管落下，使插管探入主油道孔中，同时高进行280~320bar 的高压清洗液从插管壁的切口中喷出，形成“水刀”，对主油道孔中的毛刺进行切除清理。 4.吹干及干燥单元 吹干及干燥单元基本由定点及扫描吹干和真空干燥两部分组成。 定点及扫描吹干装置由管路及吹干气箱组成，吹干压力一般在3～4bar 之间。水箱上设有针对工件孔系及面吹干喷嘴，工作时，通过机器人带动
工件，靠近喷嘴，对工件需要吹干的面及孔系进行扫面及定点吹干。现在节能是影响吹干技术发展趋势主要因素，如何减少耗气量，同时达到吹干效果是我们需解决的问题。
真空干燥单元是由可开合的密闭容器、真空泵及管路等组成的系统，从容器中往外抽空气和水汽。抽吸使容器内形成一定真空，降低了水的汽化点，便于水分排出。从而提高了干燥效果，达到了对工件的干燥要求。 工件吹干趋向于采用环形扫面吹干加真空干燥装置，达到了对工件的干燥要求；使设备降低能耗，同时因为不用喷嘴针对性的吹干，提高了干燥的柔性化程度。达到设备可以多品种兼容。 5.冷却单元
冷却单元是对清洗后工件进行降温。将工件置于相对封闭空间，通常采用空调或风机进行冷却，降低工件的温度，从而达到工件对温度的工艺要求 6.气动控制单元 是由气源处理单元、带总线模块的阀岛及管路等组成的系统，通过程
序控制器完成对气缸和阀门等气动执行元件的控制。 7..清洗液处理单元 清洗液处理主要由水泵、过滤器、排屑装置及浮油排除装置等组成的系统。其中水泵主要有过滤泵、清洗水泵、高压泵，反冲泵，排污泵为各
清洗单元提供一定压力的清洗液及排污处理。过滤由两级或三级过滤装置组成；如清洗液先通过一级滚筒过滤在到二布袋过滤器进行过滤，保证清洗液的干净。排屑装置是通过刮板排除清洗液系统中经过沉
淀的杂质。浮油排除是将清洗液系统中的油液排除。 目前机器人柔性清洗技术水平已经达到国际同类技术的先进水平。对与还纯在的清洗技术难点，需我们考虑解决。同时致力于机器人柔性清洗系统的完善与研发，来提高柔性清洗技术，提高提高技术水平和工艺水平。替代同类进口产品，为汽车零部件厂家提供优质设备，保证发动机壳体清洗清洁指标。提高汽车发动机产品质量及生产效率。推动我国机械行业发
展，为汽车行业的发展做出一份贡献，为国家经济做出一份贡献。 参考文献： [1]孙良欣.中国清洗业发展[J].清洗技术,2004,(5). [2]陈在平，岳有军.工业控制网络与现场总线技术[M].北京：机械工业出版社,2006. [3]金延安，付卫元.缸体缸盖柔性生产线的规划与实践[J].天津汽车,2008,(5). 作者简介：王洪宝，男，辽宁庄河人，大连现代辅机开发制造有限公司，助理工程师。
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