CN111618036B - 一种两步法线缆超声自动清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两步法线缆超声自动清洗设备，它包括主台架、清洗干燥槽和清洗篮，其特征在于，清洗篮中分设有待清洗线缆的线身和线接头两个束线空间，清洗干燥槽至少分别设有相邻的第一部分和第二部分，即第一超声波清洗槽和第一干燥槽，第二超声波清洗槽和第二干燥槽，以及配套设有的机械手或组合操作机构;机械手及组合操作机构分别至少包括沿着清洗干燥方向上移动、在清洗干燥的竖直方向上上下升降、相对于两个束线空间在纵向上旋转三种相互配合的工作机构，清洗篮相对形成移动、升降、旋转三种运动状态。本发明对线身和线接头分两歩清洗，使得线接头与线身采用不同的清洗液进行清洗干燥，减小水分通过线接头部分进入线缆内部的风险。

Description

一种两步法线缆超声自动清洗设备

技术领域

本发明涉及线路的超声波清洗领域，尤其是针对较长线缆等含接头的超声波自动清洗机。

背景技术

在工业生产中，多数电器部件的线缆长期暴露于空气中或处于恶劣的工作环境中而产生大量污渍，如：因静电吸附空气中的灰尘，高压放电电弧烧黑以及沾染工作环境中的油污等。这些污渍会影响电器部件的工作效率，线材的使用寿命，甚至会带来安全隐患。

由于这类线缆多为特种线材，更换需要大量的成本，只有采取清洗的方式。大多数清洗采用传统清洗工艺，如：高压水枪冲洗、酒精擦洗等，此类方法要么清洁度不高，或线插头处有水残留造成线缆短路烧坏，要么耗费大量的工时，效率极低。

现有技术中，从超声波、清洗、电缆等关键词中检索显示有大量的利用超声波清洗线缆的装置和方法，如CN201521137295.3 《一种超声波循环清洗器》，包括机体、清洗槽、超声波发生器和超声波换能器，所述的机体中设有清洗槽，清洗槽的四壁外侧和底面下侧均设有超声波换能器，超声波换能器通过电缆线与超声波发生器相连，所述的清洗槽一侧设有注水口，清洗槽底部设有排水口，注水口和排水口之间通过循环管道相连通，所述的循环管道中设有循环泵。

CN201921134059.4 《一种超声波自动清洗装置》包括超声波发生器和清洗水槽，所述清洗水槽的底部一侧连接有出水管，所述出水管处设有水阀，所述清洗水槽的底部设有多个超声波换能器，所述超声波换能器通过连接电缆与超声波发生器连接，所述清洗水槽的底部垂直转动安装有转轴，所述清洗水槽的底部设有驱动转轴旋转的驱动机构，所述转轴的上端连接有矩形杆，所述矩形杆插装在矩形套管内，所述矩形套管与物料框的底部垂直固定连接。

因此，超声波清洗的方法在很多工业生产中已经成为必不可少的一道工序，它相对于传统清洗方法，清洗残留物极低，可节省大量的时间、水资源以及人力。

但是线缆、电线不同于其他清洗件，尤其是线接头内部在水基清洗后残余的水分将会影响线缆后期的使用。

发明内容

本发明目的是提供一种两步法线缆超声自动清洗设备，以解决现有的技术缺陷，使得水分几乎不进入线缆内部。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种两步法线缆超声自动清洗设备，它包括主台架、清洗干燥槽和清洗篮，清洗篮中分设有待清洗线缆的线身和线接头两个束线空间，清洗干燥槽至少分别设有相邻的第一部分和第二部分，即第一超声波清洗槽和第一干燥槽，第二超声波清洗槽和第二干燥槽，以及配套设有的机械手或组合操作机构;机械手及组合操作机构分别至少包括沿着清洗干燥方向上（X轴）移动、在清洗干燥的竖直方向上（Y轴）上下升降、相对于两个束线空间在纵向上（Z轴）旋转三种相互配合的工作机构，清洗篮相对形成移动、升降、旋转三种运动状态。

进一步，组合操作机构包括升降传送机构和旋转机构，升降传送机构沿着清洗干燥方向与主台架形成移动行走连接：旋转机构至少但不仅限于设在第二超声波清洗槽的上方，清洗篮通过旋转机构和升降传送机构抓取配合，在升降传送机构中形成旋转运动。

进一步，在第一超声波清洗槽的前方设有物料输入台架，在第二干燥槽的后方设有物料输出台架，主台架单独设立或设立在清洗干燥槽的槽边上或为清洗干燥槽的槽边，物料输入台架和物料输出台架单独设立或单独设立且与主台架形成连接关系或与主台架形成整体。

进一步，它还包括定位传感器，定位传感器单独设在升降传送机构移动行走启始端的前方或在启始端的前方与第二干燥槽之间均设有，定位传感器通过控制系统与升降传送机构及旋转机构信号联通。

进一步，所述的清洗篮包括正置提耳、钢丝网、倒置提耳、支脚、盖板、束线活页和锁栓；清洗篮四周与底部设有钢丝网，钢丝网内空为线身束线空间；清洗篮的上部对称设有两块盖板，盖板与清洗篮的篮边形成活页连接，两块盖板在活页开口位置的中部设有束线活页，两边的束线活页在闭合时形成束线器并由篮边上的锁栓栓住，束线器形成线接头束线空间；清洗篮的上部设有正置提耳，清洗篮的下部设有倒置提耳。

进一步，所述的旋转机构包括旋转抓取机构、驱动电机、传动皮带、传动链和控制电机；驱动电机通过传动皮带与传动链传动连接，控制电机通过传动链与主台架在纵向上形成移动连接，旋转抓取机构与控制电机的输出轴连接，在控制电机输出轴方向上，旋转抓取机构通过传动链相对于清洗篮的位置形成给进和退出运动，旋转抓取机构对清洗篮形成抓取和旋转运动。

进一步，所述第一超声波清洗槽和第二超声波清洗槽的槽底分别均匀分布有若干个超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器连接。

束线器捆紧线接头后，线接头部分在清洗篮的外部不会滑落进清洗篮内，清洗时，清洗篮束线器以下的部分（钢丝网内空）浸入线身超声波清洗槽内进行超声波清洗，束线器及以上的线接头部分留在槽外，因此清洗液水分极少通过线接头进入线缆内部，待线身部分清洗干燥完成后，通过旋转机构转动使得束线器部分及线接头进入无水酒精超声波清洗槽，此时，可以将线身和线接头过渡部分也放入无水酒精超声波清洗槽，即过渡重叠部分再清洗，如此分离清洗，可以减少水分进入线缆的情况。

本发明整个设备清洗工艺流程既可通过手动控制，也可通过控制系统自动控制。控制器置于机体内，并设有隔振装置，整个设备由底部的减振支座支承。

本发明是超声波清洗针对线缆生产，清理行业的应用，通过利用超声波在液体中的空化效应产生空化气泡，破裂时产生产生局部高温高压撕裂并迅速剥离污染物，清洗效率以及效果极高。但超声波清洗本身并不是本发明的重点。

本发明的创造性及有益效果在于，将线缆的接头部分与其它部分分开，通过束线活页捆住线接头部分，其它部分即线身置于清洗篮中，开始进行超声波清洗，干燥。线身清洗干燥完成后，通过清洗篮旋转装置将清洗篮倒置，使得束线活页捆住的线接头部分，再下降到无水酒精清洗液中进行线接头超声波清洗。升降传送机构是采用气缸控制机械臂升降的，当机械臂抓钩到达清洗篮提耳部分时，另一气缸控制抓钩抓取清洗篮。传送通过驱动电机驱动将清洗篮传送到各个清洗工位。整个过程可手动控制，也可通过控制系统实现全自动清洗干燥。

特别是采用特制的超声波清洗篮对线身和线接头分两歩清洗，方便清洗篮旋转机构将清洗篮倒置，使得线接头与线身采用不同的清洗液进行清洗干燥，减小水分通过线接头部分进入线缆内部的风险。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图；

图2是本发明清洗机部分结构侧视图；

图3是本发明清洗机清洗篮结构示意图；

图4是本发明清洗机清洗篮的盖板关闭结构示意图；

图5是本发明清洗篮旋转结构示意图；

图中，物料输入台架1；输入滚筒2；第一超声波清洗槽3；清洗篮4；正置提耳401；钢丝网402；倒置提耳403；支脚404；盖板405；束线活页406；锁栓407；升降传送机构5；旋转机构6；旋转抓取机构601；驱动电机602；传动皮带603；传动链604；控制电机605；超声波换能器7；第一干燥槽8；第二超声波清洗槽9；第二干燥槽10；物料输出台架11；输出滚筒12；定位传感器13。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐释本发明。本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括具体实施方式间的任意组合。

实施例1

一种两步法线缆超声自动清洗设备，它包括主台架、清洗干燥槽和清洗篮4，清洗篮4中分设有待清洗线缆的线身和线接头两个束线空间，清洗干燥槽至少分别设有相邻的第一部分和第二部分，即第一超声波清洗槽3和第一干燥槽8，第二超声波清洗槽9和第二干燥槽10，其中，第一超声波清洗槽3即线身部分超声波清洗槽；第一干燥槽8即线身部分干燥槽；第二超声波清洗槽9即线接头部分超声波清洗槽；第二干燥槽10即线接头部分干燥槽；以及配套设有的升降传送机构5和旋转机构6，升降传送机构5沿着清洗干燥方向与主台架形成移动行走连接：旋转机构6至少但不仅限于设在第二超声波清洗槽9的上方，旋转机构6与升降传送机构5针对清洗篮4存在旋转运动和升降运动的配合关系。物料输入台架1上安装有输入滚筒2和定位传感器13，定位传感器13用于识别清洗篮4的位置，便于升降传送机构5降下抓取机构抓取清洗篮4。第一超声波清洗槽3用于清洗线缆线身部分，内部有进排水口，液位传感器以及温度控制系统。然后是第一干燥槽8，采用热风循环干燥。清洗篮旋转由旋转抓取机构601固定，由控制电机605控制旋转，驱动电机602通过传动带603和传动链604驱动抓取机构前进后退。

第二干燥槽10也采用热风循环干燥。超声波换能器7采用特种耐高温、耐振动，通过螺栓连接并均匀排布在清洗槽底部，以方便维护。物料输出台架11设有输出滚筒12，滚筒结构便于人工移动清洗篮。

在第一超声波清洗槽3的前方设有物料输入台架1，在第二干燥槽10的后方设有物料输出台架11，主台架单独设立在第一超声波清洗槽3和第二干燥槽10之间的槽体部位一侧或两侧；旋转机构6设在第二超声波清洗槽9一侧的上方，旋转机构6自带机构架体或安装在第二超声波清洗槽9一侧主台架上；物料输入台架1和物料输出台架11单独设立并与主台架形成连接关系；定位传感器13设物料输入台架1上；第二超声波清洗槽9为无水酒精超声波清洗槽。

清洗篮4包括正置提耳401、钢丝网402、倒置提耳403、支脚404、盖板405、束线活页406和锁栓407；清洗篮4四周与底部设有钢丝网402，钢丝网402内空为线身束线空间；清洗篮4的上部对称设有两块盖板405，盖板405与清洗篮4的篮边形成活页连接，两块盖板405在活页开口位置的中部设有束线活页406，两边的束线活页406在闭合时形成束线器并由篮边上的锁栓407栓住，束线器形成线接头束线空间；清洗篮4的上部设有正置提耳401，清洗篮4的下部设有倒置提耳403；便于清洗篮的提取；

旋转机构6包括旋转抓取机构601、驱动电机602、传动皮带603、传动链604和控制电机605；驱动电机602通过传动皮带603与传动链604传动连接，控制电机605通过传动链604与主台架在纵向上形成移动连接，旋转抓取机构601与控制电机605的输出轴连接，在控制电机605输出轴方向上，旋转抓取机构601通过传动链604相对于清洗篮4的位置形成给进和退出运动，旋转抓取机构601对清洗篮4形成抓取和旋转运动；旋转机构6由下面的驱动电机602控制纵向给前、后退，再由另一台控制电机605控制旋转，旋转机构6被固定于在传动链604上随传动链传动，在靠近第二超声波清洗槽9部分旋转机构依靠台架支撑以承重整个清洗篮。

第一超声波清洗槽3和第二超声波清洗槽9的槽底分别均匀分布有若干个超声波换能器7；

定位传感器13通过控制系统与升降传送机构5及旋转机构6信号联通，超声波换能器7通过控制系统与超声波发生器连接，控制系统通过升降传送机构5控制清洗篮4的移动位置并控制升降传送机构5和旋转机构6工作、第一超声波清洗槽3和第二超声波清洗槽9槽底的超声波换能器7工作、以及第一干燥槽8和第二干燥槽10工作；

清洗流程：本实施例线缆超声波清洗设备可以通过PLC全程控制。

将线缆装入清洗篮4中，其中，线接头装入束线器中，将装入线缆的清洗篮4正置于物料输入台架1上；

定位传感器13识别清洗篮4在物料输入台架上的位置后，由控制系统控制升降传送机构5抓起清洗篮4并送入第一超声波清洗槽3，第一超声波清洗槽3中的超声波发生器工作，进行线身超声波清洗；

线身清洗结束后，升降传送机构5抓起清洗篮4由第一超声波清洗槽3进入第一干燥槽8进行线身干燥；

线身干燥后，升降传送机构5抓起清洗篮4至第二超声波清洗槽9的上方，通过驱动电机602驱动旋转抓取机构601前进，旋转抓取机构601抓取固定升降传送机构5上的清洗篮4，升降传送机构5同时松开机械臂，通过控制电机605输出轴，旋转抓取机构601旋转清洗篮180°，之后，升降传送机构5的机械臂再抓取清洗篮的倒置提耳，驱动电机602控制旋转抓取机构601松开清洗篮并后退，升降传送机构5将旋转后的清洗篮送入第二超声波清洗槽9进行线接头清洗；此时，将线身和线接头过渡部分也放入无水酒精超声波清洗槽，对过渡重叠部分再清洗；

线接头清洗后，升降传送机构5将旋转后的清洗篮4送入第二干燥槽10进行线接头干燥；

线接头干燥后，升降传送机构5再将旋转后的清洗篮送回第二超声波清洗槽9的上方，此时，再通过驱动电机602驱动旋转抓取机构601前进，旋转抓取机构601抓取固定线接头干燥后的清洗篮4，升降传送机构5同时松开机械臂，通过控制电机605输出轴，旋转抓取机构601旋转清洗篮180°，清洗篮4回到原来的正位，升降传送机构的机械臂再抓取清洗篮的正置提耳，驱动电机602旋转抓取机构601松开清洗篮并后退；

最后，升降传送机构5将清洗篮传送到物料输出口11，完成整个电线的超声波清洗干燥。

整个设备清洗工艺流程既可通过手动控制，也可通过控制系统自动控制。控制器置于机体内，并设有隔振装置，整个设备由底部的减振支座支承。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“底”、“X轴”、“Y轴”、“Z轴”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“联通”、“连接”、“移动”、“旋转”、“工作机构”、“运动状态”应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种两步法线缆超声自动清洗设备，它包括主台架、清洗干燥槽和清洗篮（4），其特征在于，清洗篮（4）中分设有待清洗线缆的线身和线接头两个束线空间，清洗干燥槽至少分别设有相邻的第一部分和第二部分，即第一超声波清洗槽（3）和第一干燥槽（8），第二超声波清洗槽（9）和第二干燥槽（10），以及配套设有的机械手或组合操作机构;机械手及组合操作机构分别至少包括沿着清洗干燥方向上（X轴）移动、在清洗干燥的竖直方向上（Y轴）上下升降、相对于两个束线空间在纵向上（Z轴）旋转三种相互配合的工作机构，清洗篮（4）相对形成移动、升降、旋转三种运动状态；

在第一超声波清洗槽（3）的前方设有物料输入台架（1），在第二干燥槽（10）的后方设有物料输出台架（11），主台架单独设立在第一超声波清洗槽（3）和第二干燥槽（10）之间的槽体部位一侧或两侧；旋转机构（6）设在第二超声波清洗槽（9）一侧的上方，旋转机构（6）自带机构架体或安装在第二超声波清洗槽（9）一侧主台架上；物料输入台架（1）和物料输出台架（11）单独设立并与主台架形成连接关系；定位传感器（13）设物料输入台架（1）上；

清洗篮（4）包括正置提耳（401）、钢丝网（402）、倒置提耳（403）、支脚（404）、盖板（405）、束线活页（406）和锁栓（407）；清洗篮（4）四周与底部设有钢丝网（402），钢丝网（402）内空为线身束线空间；清洗篮（4）的上部对称设有两块盖板（405），盖板（405）与清洗篮（4）的篮边形成活页连接，两块盖板（405）在活页开口位置的中部设有束线活页（406），两边的束线活页（406）在闭合时形成束线器并由篮边上的锁栓（407）栓住，束线器形成线接头束线空间；清洗篮（4）的上部设有正置提耳（401），清洗篮（4）的下部设有倒置提耳（403）；

旋转机构（6）包括旋转抓取机构（601）、驱动电机（602）、传动皮带（603）、传动链（604）和控制电机（605）；驱动电机（602）通过传动皮带（603）与传动链（604）传动连接，控制电机（605）通过传动链（604）与主台架在纵向上形成移动连接，旋转抓取机构（601）与控制电机（605）的输出轴连接，在控制电机（605）输出轴方向上，旋转抓取机构（601）通过传动链（604）相对于清洗篮（4）的位置形成给进和退出运动，旋转抓取机构（601）对清洗篮（4）形成抓取和旋转运动；

第一超声波清洗槽（3）和第二超声波清洗槽（9）的槽底分别均匀分布有若干个超声波换能器（7）；

定位传感器（13）通过控制系统与升降传送机构（5）及旋转机构（6）信号联通，超声波换能器（7）通过控制系统与超声波发生器连接，控制系统通过升降传送机构（5）控制清洗篮（4）的移动位置并控制升降传送机构（5）升降工作、旋转机构（6）旋转工作、第一超声波清洗槽（3）和第二超声波清洗槽（9）槽底的超声波换能器（7）工作、以及第一干燥槽（8）和第二干燥槽（10）工作；

两步清洗过程如下：

将线缆装入清洗篮（4）中，其中，线接头装入束线器中，将装入线缆的清洗篮（4）正置于物料输入台架（1）上；

定位传感器（13）识别清洗篮（4）在物料输入台架上的位置后，由控制系统控制升降传送机构（5）抓起清洗篮（4）并送入第一超声波清洗槽（3），第一超声波清洗槽（3）中的超声波发生器工作，进行线身超声波清洗；

线身清洗结束后，升降传送机构（5）抓起清洗篮（4）由第一超声波清洗槽（3）进入第一干燥槽（8）进行线身干燥；

线身干燥后，升降传送机构（5）抓起清洗篮（4）至第二超声波清洗槽（9）的上方，通过驱动电机（602）驱动旋转抓取机构（601）前进，旋转抓取机构（601）抓取固定升降传送机构（5）上的清洗篮（4），升降传送机构（5）同时松开机械臂，通过控制电机（605）输出轴，旋转抓取机构（601）旋转清洗篮180°，之后，升降传送机构（5）的机械臂再抓取清洗篮的倒置提耳，驱动电机（602）控制旋转抓取机构（601）松开清洗篮并后退，升降传送机构（5）将旋转后的清洗篮送入第二超声波清洗槽（9）进行线接头清洗；此时，将线身和线接头过渡部分也放入无水酒精超声波清洗槽，对过渡重叠部分再清洗；

线接头清洗后，升降传送机构（5）将旋转后的清洗篮（4）送入第二干燥槽（10）进行线接头干燥；

线接头干燥后，升降传送机构（5）再将旋转后的清洗篮送回第二超声波清洗槽（9）的上方，此时，再通过驱动电机（602）驱动旋转抓取机构（601）前进，旋转抓取机构（601）抓取固定线接头干燥后的清洗篮（4），升降传送机构（5）同时松开机械臂，通过控制电机（605）输出轴，旋转抓取机构（601）旋转清洗篮180°，清洗篮（4）回到原来的正位，升降传送机构的机械臂再抓取清洗篮的正置提耳，驱动电机（602）旋转抓取机构（601）松开清洗篮并后退；

最后，升降传送机构（5）将清洗篮传送到物料输出台架（11），完成整个电线的超声波清洗干燥。

2.如权利要求1所述的一种两步法线缆超声自动清洗设备，其特征在于，组合操作机构包括升降传送机构（5）和旋转机构（6），升降传送机构（5）沿着清洗干燥方向与主台架形成移动行走连接：旋转机构（6）至少但不仅限于设在第二超声波清洗槽（9）的上方，清洗篮（4）通过旋转机构（6）和升降传送机构（5）抓取配合，在升降传送机构（5）中形成旋转运动。

3.如权利要求2所述的一种两步法线缆超声自动清洗设备，其特征在于，在第一超声波清洗槽（3）的前方设有物料输入台架（1），在第二干燥槽（10）的后方设有物料输出台架（11），主台架单独设立或设立在清洗干燥槽的槽边上或为清洗干燥槽的槽边，物料输入台架（1）和物料输出台架（11）单独设立或单独设立且与主台架形成连接关系或与主台架形成整体。

4.如权利要求2或3所述的一种两步法线缆超声自动清洗设备，其特征在于，它还包括定位传感器（13），定位传感器（13）单独设在升降传送机构（5）移动行走启始端的前方或在启始端的前方与第二干燥槽（10）之间均设有，定位传感器（13）通过控制系统与升降传送机构（5）及旋转机构（6）信号联通。