在機(jī)械制造工業(yè)中，零件在裝配之前需進(jìn)行清洗，以除去表面油污等雜質(zhì)，達(dá)到一定的潔凈度要求，清洗也是油漆、電鍍、熱處理等工藝前的一項(xiàng)重要工序，清洗質(zhì)量直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的加工性能和整體性能。超聲波清洗作為一種先進(jìn)、高效的現(xiàn)代清洗技術(shù)，在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
1 超聲波清洗機(jī)工藝流程及主要結(jié)構(gòu)
1.1工藝流程
圖１ 超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖1為超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。其工作流程為：在上料區(qū)，人工將盛放被洗零件的籃筐放到上料軌道上，由上料軌道自動(dòng)將籃筐帶入上料室，上料室內(nèi)設(shè)置一接近開關(guān)，其感應(yīng)清洗傳送鏈上的橫桿后，清洗傳送自動(dòng)停止，帶吊鉤籃筐自動(dòng)上掛到清洗傳動(dòng)鏈上，延長(zhǎng)一段時(shí)間后，清洗傳動(dòng)自動(dòng)啟動(dòng)，籃筐被送到熱浸鼓泡槽，清洗傳送自動(dòng)停止，溫?zé)峤?min后，清洗傳動(dòng)再次啟動(dòng)，籃筐被送到超聲粗洗槽后，清洗傳送又自動(dòng)停止，超聲清洗3min后，清洗傳動(dòng)再次啟動(dòng)，就這樣，籃筐接著依次進(jìn)入超聲精槽、噴淋沖洗槽、強(qiáng)風(fēng)吹干槽，接著，清洗籃筐從清洗傳送鏈下掛，自動(dòng)進(jìn)入烘道傳送鏈，烘道傳送啟動(dòng)，籃筐在烘道上前進(jìn)一工位，烘道傳送停止，3min后，烘道傳送再次啟動(dòng)，籃筐在烘道上又前進(jìn)一工位，就這樣，籃筐在烘道里斷續(xù)前進(jìn)，最后，從烘道出口送出，由人工卸下。零件在清洗傳送鏈上和烘道傳動(dòng)鏈上按一定的生產(chǎn)節(jié)拍在工位間自動(dòng)傳送，完成從清洗到烘干的全過(guò)程。
1.2超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)
超聲波清洗機(jī)整機(jī)主要由機(jī)架、工作槽、超聲波設(shè)備、機(jī)械傳動(dòng)部分、循環(huán)過(guò)濾及管路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。
（1）機(jī)架及外殼。清洗機(jī)機(jī)架采用A3方管焊接成形，并用膨脹螺栓固定于地面，外封板采用優(yōu)質(zhì)冷軋板，正面上半部分開設(shè)玻璃窗，以便于自動(dòng)工作時(shí)的觀察，設(shè)備下半部分外封采用檢修門形式，以方便檢修。
（2）工作槽。設(shè)有熱浸鼓泡槽、超聲粗洗槽、超聲精洗槽、噴淋沖洗槽、強(qiáng)風(fēng)吹干槽5個(gè)清洗槽和烘道。其中 前4個(gè)工作槽的清洗液都配有各自循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，保證清洗液循環(huán)使用，達(dá)到節(jié)約目的。每個(gè)工作槽主要由清洗槽、貯液槽、過(guò)濾泵、過(guò)濾器和球閥開關(guān)等組成，有兩級(jí)單獨(dú)排污，一級(jí)是將清洗液排至貯液槽循環(huán)利用，循環(huán)液采用粗、細(xì)過(guò)濾兩道工序，過(guò)濾掉雜質(zhì)，過(guò)濾精度30μｍ～5μｍ；另一級(jí)是在清洗槽底部設(shè)有放水閥，將污水直接排至排污管道中，適合定期排除槽底的切屑等雜質(zhì)以及比較臟的污液。為增強(qiáng)清洗效果，除強(qiáng)風(fēng)吹干槽外，各工作槽都裝有電加熱裝置，由溫控器自動(dòng)控制溫度并顯示溫度。另烘道通過(guò)離心風(fēng)機(jī)的吸與排形成熱風(fēng)循環(huán)，使烘道內(nèi)的溫度勻布，烘道外敷保溫材料。工作槽體材料為304不銹鋼。
（3）零件輸送裝置。根據(jù)清洗工藝要求，裝有被洗零件的籃筐依次在各清洗槽和烘道按照工作節(jié)拍移動(dòng)，移動(dòng)以鏈傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)，包括清洗傳動(dòng)鏈和烘道傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)鏈主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、鏈輪與鏈條、張緊裝置等組成?；@筐材料采用1Gr18Ni9Ti。
（4）控制系統(tǒng)。超聲波自動(dòng)清洗機(jī)控制系統(tǒng)采用可編程控制器控制，除人工上下料外，零件按一定的生產(chǎn)節(jié)拍在清洗工位間自動(dòng)傳送，完成零件溫?zé)峤?、超聲粗洗、超聲精洗、噴淋沖洗、強(qiáng)風(fēng)吹、烘道烘干整個(gè)過(guò)程。對(duì)控制系統(tǒng)要求如下：工作方式有手
動(dòng)和自動(dòng)兩種，另有急停功能，視零件而定；清洗、噴淋、強(qiáng)風(fēng)吹、烘道時(shí)間可分別設(shè)定和調(diào)整；工作槽有自動(dòng)溫控系統(tǒng)；整個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)能實(shí)時(shí)監(jiān)控并有故障報(bào)警。
2 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 控制系統(tǒng)原理
在超聲波清洗機(jī)PLC控制系統(tǒng)中，PLC輸入信號(hào)來(lái)自觸摸屏操作、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)中間隔離繼電器控制各傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、超聲設(shè)備。
2.2 PLC輸入輸出分配
超聲波清洗機(jī)控制系統(tǒng)硬件主要選用日本三菱公司FX3U-48MR可編程序控制器和深圳步科觸摸屏MT506T。
2.3 PLC軟件設(shè)計(jì)
PLC軟件設(shè)計(jì)包括PLC程序設(shè)計(jì)和觸摸屏界面設(shè)計(jì)。
2.3.1PLC程序設(shè)計(jì)
考慮到機(jī)器有手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作方式，超聲波清洗機(jī)PLC程序采用模塊式設(shè)計(jì)，分為手動(dòng)控制模塊、自動(dòng)控制模塊和公共模塊。公共程序用于系統(tǒng)參數(shù)（清洗時(shí)間、噴淋時(shí)間、烘干時(shí)間）設(shè)置、緊急停止程序、工作指示燈顯示程序、工作泵過(guò)載報(bào)警程序、貯液槽低液位報(bào)警程序等。
3 結(jié)束語(yǔ)
與其他清洗方式相比，超聲波清洗具有清潔度高且一致好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)具有不規(guī)則表面、夾縫、細(xì)孔、溝槽之類的零件特別有效。該超聲波工業(yè)清洗機(jī)采用雙鏈傳動(dòng)吊籃形式，傳動(dòng)平穩(wěn)，定位可靠，電氣控制由可編程控制器自動(dòng)控制，完成零件從浸洗、粗 洗、精 洗、沖洗、強(qiáng)風(fēng)吹到烘干的全過(guò)程，大大提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度；另增加人機(jī)界面，可方便修改工藝參數(shù)，且顯示直觀，操作簡(jiǎn)易，并有故障提示功能，為設(shè)備調(diào)整及維護(hù)提供便利。機(jī)器清洗效果好，生產(chǎn)效率高，除人工上下料外，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足批量化生產(chǎn)要求，通過(guò)修改控制參數(shù)或更換清洗液，可用于清洗如液壓元件、油泵油嘴、軸承零件、汽車零部件等。
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