关于机器人最终清洗机的优化设计

尹福州

摘 要：介绍了发动机清洗设备在发动机生产线中的重要性以及机器人在发动机生产线清洗设备的应用，详细描述了一种罩盖最终清洗机各工位的功能和作用。

关键词：发动机；机器人；罩盖；设计

1 发动機清洗设备在发动机生产线中的重要性

近年来，随着人们生活水平的提高，汽车逐渐在我们日常生活中成为不可或缺的一部分，而发动机作为汽车中最为关键的组成部分，其质量的好坏直接影响汽车的性能，因此，发动机在生产过程清洁度和干燥度至关重要，是保证发动机质量的重要过程，所以优化发动机清洗机的设计，将对发动机质量产生重要影响。目前发动机清洗机的类型一般分为几类，发展较早的有抬起步伐式清洗机和通过式清洗机以及CMM清洗机，近几年机器人清洗机逐渐在各个发动机生产线中应用，通过实践证明采用机器人清洗机能够适应多品种切换的清洗需要，有效的提高清洁效果，减少了清洗设备结构的复杂性，达到柔性清洗的目的，得到了很好的市场效果。

2 罩盖最终清洗机的概述及各工位功能

2.1 罩盖最终清洗机功能整体介绍

本次介绍的罩盖最终清洗机是罩盖生产线中最后一道清洗工序，最终清洗工序前此罩盖加工工序全部完成，瓦盖把合后的珩磨工序完成，本清洗机清洗前先将已把合的瓦盖螺栓旋松，然后利用搬运机器人将工件搬运至上料横移工位，横移工位将工件输送至清洗机器人抓取工位，清洗机器人通过机械手抓取罩盖，并且将瓦盖与罩盖分离，进行定点定位清洗及环形吹干，下料后经过真空干燥及冷却工位使得工件达到干燥度及温度要求。主要由搬运机器人、回转旋松工位、上料横移工位，浪涌及高压去毛刺工位、定点定位清洗工位、扫描清理装置、真空干燥装置、冷却通道装置、水泵管路、气动控制及电气系统等组成。

2.2 主要工位的功能

2.2.1 搬运机器人上料工位

搬运机器人上料工位的作用是：将回转旋松工位中下料的罩盖搬运至清洗机上料横移工位，然后将上游设备下料的罩盖运输到回转旋松工位的空工位上，实现各工序机床间工件的流水作业。

2.2.2 回转旋松工位

此工位共有两个工件位置，其中一个位置是旋松位置，另一个工位是等待位置，通过回转台旋转180°进行两个位置的切换。搬运机器人通过机械手抓取工件将工件由上游设备下料处搬运至回转旋松工位的空工位上后，通过底部回转台180°旋转，将工件旋转输送至旋松位置，旋松工位通过气动系统带动滑台移动，利用电轴和套筒将瓦盖螺栓旋松，并且通过伺服电机走位实现对多个位置螺栓进行旋松作业，为后续瓦盖涨开清洗做准备，旋松完成后，底部回转台旋转180°回到原位状态，通过搬运机器人将瓦盖螺栓已旋松的罩盖搬运至上料横移工位处。

2.2.3 上料横移工位

罩盖由回转旋松工位通过搬运机器人放置在上料横移工位上后，通过此工位将罩盖水平移动至清洗机器人抓取工件位置，此工位包含工件在位检测装置和落座检测装置，在确认搬运机器人放置工件的位置准确无误后再进行下一步动作，保证了机床运行的可靠性。

2.2.4 浪涌及高压去毛刺工位

浪涌及高压去毛刺工位是将浪涌清洗工位与高压去毛刺工位集成为一体的工位。机器人抓取工件在浪涌水槽中进行涮洗，此步骤主要是对工件外表面及型腔进行清洗，涮洗结束后，工件回到工位上方，同时，浪涌水槽开始放水，工件再次进入工位，通过高压插管，利用高压泵产生的430bar的高压水，对工件指定区域进行去毛刺处理，此工位将两步清洗工位集成为一体，减少了机器人的移动轨迹，节省了机床内部的空间，同时简化了程序控制，使得机床运行更加可靠。

2.2.5 定点定位清洗工位

定点定位清洗工位主要是通过水箱把合喷嘴，以点对点的形式，针对工件表面的孔隙进行重点清洗，由于机械手在抓取该罩盖时，已通过机械手将该罩盖的瓦盖与罩盖本体涨开，使得清洗过程中瓦盖与罩盖本体始终处于分离状态，并且利用喷嘴针对瓦盖把合面及加工面进行清洗，确保了清洗效果。

2.2.6 环形扫面吹干工位

工件经过清洗工位清洗完成后，机器人将工件移至环形扫面吹干工位，该工位主要是利用方形通道体首尾相连，行程方形环绕区域，在此区域内侧把合扫面吹干喷嘴，将压缩空气通过喷嘴对工件及机器人机械手进行吹干处理。

2.2.7 真空干燥装置

通常最终清洗机是工件加工线末端的设备，故对工件的干燥程度要求较高，为满足干燥度要求，配备了真空干燥装置。工件进入该工位后，由真空泵将腔体内的空气抽出，形成接近真空的状态，使工件附着的水汽化并被排除，获得很高的干燥度。

2.2.8 冷却通道装置

工件温度过高将对后续检测设备的检测结果产生影响，冷却通道装置的作用是将工件的温度降到室温±3℃，通常冷却装置以通道的形式安装在机床的末端，主要是将轴流风机安装在下料辊道上，通过风机将工件表面的热量带走，从而达到降低工件温度的目的。

2.2.9 水泵管路

此清洗机的清洗液存储在清洗室底部，机床工作前将水及清洗剂以一定比例混合达到规定标准，机床工作时，先利用电加热装置将清洗液温度加热至45-50°，由供水泵抽水通过涡旋分离装置、自清洁过滤装置将杂质过滤后通过清洗泵和高压泵将水打到定点定位清洗工位及高压去毛刺工位中，完成清洗，清洗液回到清洗室，进行循环利用。

2.2.10 气动控制及电气系统

此系统主要由气动执行元件、连接元件、气动接头、电气元件等构成，通过电气PLC编程控制工件的输送、清洗、吹干、干燥、及冷却过程，实现清洗机的自动清洗，同时对机床运行过程实施监控，并作出警报处理。

3 结语

随着科技的不断发展，高智能化的机器人应用的程度越来越高，机器人在清洗机上的应用技术在不断完善和进步，目前已被各大汽车发动机生产厂商所认可，机器人清洗机的诞生，颠覆了传统清洗机的设计理念，促进了生产力的发展，但是，科技始终在不断创新和进步，未来我们需要继续努力创新、改善结构、优化设计，实现更高的智能化发展。

参考文献

[1]赵志阳.机器人清洗机系统的设计[J].清洗世界，2014，（10）：29-32.

（作者单位：大连现代辅机开发制造有限公司）