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)簡圖
圖1為超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。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，清洗傳送自動停止，帶吊鉤籃筐自動上掛到清洗傳動鏈上，延長一段時間后，清洗傳動自動啟動，籃筐被送到熱浸鼓泡槽，清洗傳送自動停止，溫?zé)峤?min后，清洗傳動再次啟動，籃筐被送到超聲粗洗槽后，清洗傳送又自動停止，超聲清洗3min后，清洗傳動再次啟動，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，自動進(jìn)入烘道傳送鏈，烘道傳送啟動，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，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鏈上按一定的生產(chǎn)節(jié)拍在工位間自動傳送，完成從清洗到烘干的全過程。
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)械傳動部分、循環(huán)過濾及管路系統(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，以便于自動工作時的觀察，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個清洗槽和烘道。其中 前4個工作槽的清洗液都配有各自循環(huán)過濾系統(tǒng)，保證清洗液循環(huán)使用，達(dá)到節(jié)約目的。每個工作槽主要由清洗槽、貯液槽、過濾泵、過濾器和球閥開關(guān)等組成，有兩級單獨排污，一級是將清洗液排至貯液槽循環(huán)利用，循環(huán)液采用粗、細(xì)過濾兩道工序，過濾掉雜質(zhì)，過濾精度30μｍ～5μｍ；另一級是在清洗槽底部設(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，由溫控器自動控制溫度并顯示溫度。另烘道通過離心風(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，移動以鏈傳動方式實現(xiàn)，包括清洗傳動鏈和烘道傳動鏈，傳動鏈主要由電動機(jī)、減速器、鏈輪與鏈條、張緊裝置等組成。籃筐材料采用1Gr18Ni9Ti。
（4）控制系統(tǒng)。超聲波自動清洗機(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傳送，完成零件溫?zé)峤荨⒊暣窒础⒊暰础娏軟_洗、強(qiáng)風(fēng)吹、烘道烘干整個過程。對控制系統(tǒng)要求如下：工作方式有手
動和自動兩種，另有急停功能，視零件而定；清洗、噴淋、強(qiáng)風(fēng)吹、烘道時間可分別設(shè)定和調(diào)整；工作槽有自動溫控系統(tǒng)；整個系統(tǒng)工作時能實時監(jiān)控并有故障報警。
2 plc控制系統(tǒng)設(shè)計
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輸入信號來自觸摸屏操作、現(xiàn)場檢測信號，輸出信號經(jīng)中間隔離繼電器控制各傳動電動機(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
PLC軟件設(shè)計包括PLC程序設(shè)計和觸摸屏界面設(shè)計。
2.3.1PLC程序設(shè)計
考慮到機(jī)器有手動、自動兩種工作方式，超聲波清洗機(jī)PLC程序采用模塊式設(shè)計，分為手動控制模塊、自動控制模塊和公共模塊。公共程序用于系統(tǒng)參數(shù)（清洗時間、噴淋時間、烘干時間）設(shè)置、緊急停止程序、工作指示燈顯示程序、工作泵過載報警程序、貯液槽低液位報警程序等。
3 結(jié)束語
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，對具有不規(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)采用雙鏈傳動吊籃形式，傳動平穩(wěn)，定位可靠，電氣控制由可編程控制器自動控制，完成零件從浸洗、粗 洗、精 洗、沖洗、強(qiáng)風(fēng)吹到烘干的全過程，大大提高了設(shè)備的自動化程度；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，實現(xiàn)了自動化，大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度，滿足批量化生產(chǎn)要求，通過修改控制參數(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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