[发明专利]一种航天结构件柔性生产的超声波清洗装置及工艺

说明书

本发明提供一种航天结构件柔性生产的超声波清洗装置及自动化清洗工艺，装置包括机体、清洗组件、气刀、机械手以及升降台；待清洗的工件可拆卸安装于托盘上；使用时通过机械手带动托盘与工件移动，通过清洗组件进行超声波清洗，通过气刀进行烘干。本发明借助产线上物料运输的机械手，配合清洗组件、气刀以及升降台，成功实现了机床上超声清洗以及自动翻转干燥，解决了内腔表面水滴难以去除的问题，实现单清洗槽结合辅助机械手完成高效清洗。

技术领域

本发明属于金属结构件超声波清洗技术领域，具体涉及一种用于航天结构件柔性生产线上工序间自动清洗的超声波清洗工艺和装置。

背景技术

在航天结构件柔性加工产线上，工件加工工序间的清洗和干燥工艺非常重要。工件在数控机床上完成上一道加工工序后，表面和内腔型面上存在污物(金属切屑颗粒和油污)，需要进行表面清洗除去污物，清洗后要进行干燥处理，然后进入后续工序。航天结构件尺寸较大且具有内部腔槽、小孔等复杂特征，传统的清洗方式采用人工用汽油清洗，一方面对人员身体影响较大，另一方面存在安全隐患。因此，如何采用清洗设备完成自动化清洗和干燥是航天结构件智能化加工的重要研究内容。

一般的超声波清洗机都是标准设备，内含多个清洗槽，各用于清洗、漂洗、干燥等，结构复杂，成本较高。对于小型结构件，可直接选用标准的清洗机完成清洗作业，但航天复杂特征结构件，基本都是单件清洗，工件尺寸较大且内部有腔槽、小孔等复杂特征，采用标准清洗机进行清洗作业可能无法满足洁净度要求，同时工件干燥时保持固定位姿，其内部腔槽无法进行有效风切干燥，导致内部表面存在水滴甚至存在大量积水。为保证航天复杂特征结构件能有效进行自动化清洗和干燥，需要设计用于柔性产线自动化清洗的清洗装置并制定清洗工艺，保证清洗效果。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种航天结构件柔性生产的超声波清洗工艺及装置。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种航天结构件柔性生产的超声波清洗装置，包括机体、清洗组件、气刀、机械手以及升降台；待清洗的工件可拆卸安装于托盘上；

其中，所述清洗组件包括清洗槽、超声波振子、喷流管，清洗槽设置于机体的底部，超声波振子设置于清洗槽的两侧壁上，喷流管的出液口安装于清洗槽底部；

所述气刀设置于机体内清洗组件的上方；

所述机械手设置于机体外部且可相对机体进出、升降以及转动，机械手通过联轴器与托盘侧部连接以带动托盘及工件进行移动和转动；

升降台可升降安装于清洗槽内以用于支撑托盘。

本发明还保护利用上述装置进行清洗的方法，包括以下步骤：

步骤一：升降台上升至超出清洗槽的高度处，机械手与安装有待清洗的工件的托盘通过联轴器连接，然后将托盘与工件移动至升降台上，机械手与托盘的连接断开；

步骤二：升降台下降至使托盘上的工件浸入清洗槽内的清洗液中，启动超声波振子进行超声清洗，接着启动喷流管，喷流管开始喷流进行二次清洗；

步骤三：清洗完成后，升降台带动托盘升起，机械手伸入机体并与托盘通过联轴器连接，升降台下降；

步骤四：启动气刀，气刀向托盘及工件喷出气流以将工件吹干，期间，机械手通过联轴器转动以带动托盘及工件翻转，直至工件干燥完成；

步骤五：机械手将托盘及工件转运至下一加工工位，清洗流程完毕。

具体的，所述步骤二中，清洗液温度为40℃，超声清洗时间为2分钟。

具体的，所述步骤二中，喷流管进行二次清洗时间为30秒。

本发明中的机械手主要用于托盘的转运与转动，因托盘自带连接轴，机械手上设置联轴器与托盘适配即可，机械手的移动、转动功能通过现有市场上机械手驱动装置实现即可。