专利名称：生产清洗组件检验系统和方法
技术领域：
本发明大体涉及检验用于沿生产线清洗零件的零件清洗系统的正常功能性的方法,及由此主检验工具。
背景技术：
制造各种エ件的大規模生产，诸如但不限于，例如内燃机，需要其各个部件被清洗以从其清除各种碎屑、尘埃和/或油脂。各个零件可被定位在零件清洗系统中以便清洁。零件清洗系统可包括多个喷嘴，其每个将洗涤流体在压カ下分配到零件上，或可以可替换地包括单个清洗喷嘴，其绕零件被操纵，以清洗零件上的多个不同位置。许多零件，诸如但不限于汽缸体、汽缸盖、进气歧管等，包括也必须被清洁的小端口和/或通道。为了清洁这些端ロ，喷嘴与每个单个端ロ对齐，以将洗涤流体以给定压カ直接注入端ロ。如果喷嘴变为堵塞、未对准或没有适当地将洗涤流体以给定压カ引入端ロ，端ロ可没有被适当地清洁。因此重要的是，能够检验零件清洗系统的每个喷嘴被适当地对齐，并以适当压力将洗涤流体提供给零件。
发明内容
提供了 ー种用于清洗零件的零件清洗系统。该零件清洗系统包括清洗器组件。该清洗器组件包括喷嘴。喷嘴被构造为用于在压力下沿喷嘴轴线分配洗涤流体的流。零件清洗系统还包括主检验组件。该主检验组件包括柱塞装置。该柱塞装置布置为与清洗器组件的喷嘴相対。柱塞装置包括壳体，该壳体限定中心孔。该中心孔沿纵向轴线延伸。活塞布置在中心孔内。活塞可沿纵向轴线在升起位置和压下位置之间移动。活塞响应轴向カ可从升起位置移动到压下位置，该轴向力具有大于预定值的大小。该轴向力由来自喷嘴的洗涤流体的流沿纵向轴线施加。每个柱塞装置还包括闩锁件。该闩锁件被构造为用于在活塞移动到压下位置时将活塞固定在指示位置中。还提供了一种用于测试零件清洗系统的清洗组件的功能性的主检验组件。主检验组件包括本体，该本体限定多个孔。每个孔被构造为，与从清洗器组件的喷嘴分配而来的洗涤流体的流轴向地对齐。主检验组件还包括多个柱塞装置。一个柱塞装置被布置在每个孔内。每个柱塞装置包括壳体。壳体限定沿纵向轴线延伸的中心孔。活塞被布置在中心孔内。活塞可沿纵向轴线在升起位置和压下位置之间移动。活塞响应轴向力可从升起位置移动到压下位置，该轴向力具有大于预定值的大小。每个柱塞装置还包括闩锁件。闩锁件被构造为用于在活塞移动到压下位置时，将活塞固定在指示位置中。还提供了一种检验零件清洗系统的清洗组件的正常功能性的方法，该零件清洗系统用于沿生产线清洗零件。该方法包括将主检验组件定位在清洗器组件内，使得清洗器组件中的多个喷嘴的每个与布置在主检验组件上的多个柱塞装置的ー个对齐。洗涤流体在压力下被分配通过每个喷嘴。每个柱塞装置包括活塞，所述活塞响应轴向力可从升起位置移动到压下位置，该轴向力具有大于预定值的大小且由被分配的洗涤流体施加到活塞上。该方法还包括将通过被分配的洗涤流体移动到压下位置的每个活塞固定在指示位置。指示位置从升起位置压下。每个活塞的位置被感测，以确定活塞是否被布置在升起位置或指示位置。被确定为处于指示位置的每个活塞表示，与该活塞相关联的喷嘴适当地对齐且以适当的压カ分配洗涤流体。被确定为处于升起位置的每个活塞表示，与该活塞相关联的喷嘴没有与活塞适当地对齐，或没有以适当的压カ分配洗涤流体。本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述并连同附图而显而易见。
图I是零件清洗系统的不意平面图。图2是柱塞装置在升起位置的示意横截面图。 图3是柱塞装置在压下位置的示意横截面图。图4是柱塞装置在指示位置的示意横截面图。图5是柱塞装置的壳体的示意横截面图，显示了在其中的纵向槽。
具体实施例方式參考附图，其中，相同的附图标记在多幅视图中指代相似的部件，零件清洗系统大体以图I中的20示出。本领域技术人员将意识到，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语，说明性地用于附图，且不对本发明的范围进行限制，本发明的范围由所附权利要求限定。零件清洗系统20沿生产线清洗零件21。零件21可包括在组装之前必须没有油脂、油、尘埃和/或碎屑的任何零件，包括但不限于汽缸体、汽缸盖、进气歧管
坐寸o參考图1，零件清洗系统20包括清洗组件22。清洗组件22优选地沿生产/组装线布置。如图I所示，生产/组装线可包括传送系统24，其联接到清洗组件22，以将零件21持续地供应到清洗组件22。清洗组件22包括多个喷嘴26。每个喷嘴26将洗涤流体28的流在压カ下沿喷嘴轴线30分配。每个喷嘴26取向为在清洗组件22内，以将洗涤流体28的流从其引导到零件21的特定位置上。例如，在零件21内的特定端口和/或通道可以要求在其中直接喷洒，以从端ロ冲掉任何碎屑、油和/或油脂。这样，零件在清洗组件22内的位置相对于清洗组件22索引，以确保每个零件21被一致地定位在相对于喷嘴26的相同位置，从而来自每个喷嘴26的每个洗涤流体28的流被一致地引导到零件21上的适当位置。尽管零件清洗系统20在图I示出并在此描述为包括传送器系统24，但应该理解，生产/组装线可包括ー些其他系统，配置用于将零件21移动到清洗组件22，或在多个清洗组件22之间移动。例如，生产/组装线可包括传送棒，该传送棒将零件21抬起、将零件21移动到清洗组件22，及将零件21放置到清洗组件22的安放部。这种类型的系统可包括多个不同的清洗组件22，其每个目标为零件21的一不同区域，而多个传送棒将零件21在多个不同清洗组件22之间移动。替换地，机械手可用于抓住零件21，并将零件21呈现给一系列喷嘴。在又一替换例中，机械手可包括附连至其的喷嘴26，且将喷嘴26移动到关于零件21的各个位置。为了检验清洗组件22的正常功能性，零件清洗系统20可包括主检验组件32，用于测试来自每个喷嘴26的每个洗涤流体28的流的取向和流体压力。主检验组件32包括本体34，该本体34限定多个孔36。每个孔36与从清洗器组件22的多个喷嘴26中的ー个分配的洗涤流体28的流轴向地对齐。优选地，主检验组件32由要被清洗的实际零件21制成。例如，如果零件清洗系统20被构造为用于清洗汽缸体，则主检验组件32的本体34将由要被清洗的其中一个汽缸体制成。主检验组件32包括多个柱塞装置38。一个柱塞装置38被布置在每个孔36内。參考图2至4，每个柱塞装置38被布置为与喷嘴26的ー个相対，并沿纵向轴线40延伸，其可以与清洗器组件的一个喷嘴26的喷嘴轴线30同轴地对齐。但是，应该理解纵向轴线40不需要与喷嘴轴线30同轴地对齐。每个柱塞装置38包括壳体42。每个柱塞装置38的壳体42，和每个孔36，限定相应的螺纹，每个柱塞装置38与本体34的螺纹孔36螺纹接合。每个柱塞装置38的壳体42限定中心孔44和顶表面46。中心孔44沿纵向轴线 40延伸，且相对于壳体42的顶表面46大致垂直地布置。壳体42的顶表面46与本体34的外表面48齐平地布置。每个柱塞装置38还包括活塞50。活塞50被布置在中心孔44内。活塞50可沿纵向轴线40在升起位置(如图2所示)和压下位置(如图3所示)之间移动。偏置装置52被布置在中心孔44内，且将活塞50沿纵向轴线40偏置到升起位置。如图所示，偏置装置52包括螺旋弹簧。但是，应该理解，偏置装置52可包括能够轴向地偏置活塞50的ー些其他装置。柱塞装置38包括基部54，该基部54可移除地固定到壳体42。基部54可以任何适当的方式固定到壳体42，诸如但不限于用紧固件固定到壳体42，或通过基部54和壳体42之间的螺纹连接固定到壳体42。基部54将偏置装置52和活塞50固定在壳体42的中心孔44内、靠近壳体42的下端或底端。活塞50响应轴向力(在图3中大致用箭头60指示)可从升起位置移动到压下位置，该轴向力具有大于预定值的大小。轴向カ60由来自ー个喷嘴26的洗涤流体28的流沿纵向轴线40施加。如图3所示，轴向カ60沿向下方向施加，当从升起位置移动到压下位置中时，活塞50也沿向下方向移动。但是，应该理解，活塞50的移动方向取决于柱塞装置38的取向。偏置装置52提供偏置力，大体由箭头62指示。因而，来自偏置装置52的偏置力62提供抵抗来自洗涤流体28的流的轴向カ60的阻力。如果轴向力60大于偏置力62，则来自洗涤流体28的流的轴向カ60将压缩偏置装置52，并将活塞50从升起位置移动到压下位置。如果轴向力60等于或小于来自偏置装置52的偏置力62，则来自洗涤流体28的流的轴向カ60不会压缩偏置装置52，活塞50保持在升起位置中。因此，应该理解，需要用来压缩偏置装置52和将活塞50从升起位置移动到压下位置的力可通过用新的偏置装置52更换偏置装置52来改变，该新的偏置装置52具有不同的弹簧常数。每个柱塞装置38的壳体42限定凸轮槽64。凸轮槽64延伸穿过壳体42的外壁66，并向中心孔44敞开。凸轮槽64沿纵向轴线40延伸一距离，同时绕纵向轴线40成角度地旋转，以限定螺旋型的凸轮槽64。如图所示，活塞50包括第一段80和第二段82。第一段80和第二段82被布置为靠近彼此，第一段80布置为靠近壳体42的顶表面46，第二段82布置在偏置装置52和第一段80之间。第一段80可绕纵向轴线40相对于第二段82旋转。
第一段80包括柱70。柱70从第一段80径向地向外延伸离开纵向轴线40，并延伸到凸轮槽64中。在活塞50在升起位置和压下位置之间移动吋，凸轮槽64引导该柱70旋转第一段80。因而，来自洗涤流体28的流的轴向カ60沿纵向轴线40纵向地移动活塞50，包括第一段80和第二段82 二者，而凸轮槽64和柱70之间的协作使第一段80绕纵向轴线40旋转。每个柱塞装置38的壳体42还限定纵向槽84，如图5所示。纵向槽84延伸通过壳体42的外壁66，且向中心孔44敞开。纵向槽84沿纵向轴线40并与其平行地延伸。第ニ段82包括销86。销86从第二段82径向向外延伸离开纵向轴线40，并延伸到纵向槽84中。纵向槽84引导销86，以当活塞50在升起位置和压下位置之间移动时，沿纵向轴线40纵向地移动第二段82。因而，纵向槽84防止第二段82绕纵向轴线40旋转。因此，因为第一段80绕纵向轴线40相对于第二段82自由地旋转，所以由螺旋型凸轮槽64导致的第一段80的旋转没有传递到偏置装置52，即，非可旋转的第二段82，由销86和纵向槽84之间的相互作用引导，防止旋转或扭矩从第一段80传递到偏置装置52。每个柱塞装置38还包括闩锁件72。闩锁件72可包括在活塞50从升起位置移动到压下位置中时能够将活塞50固定在指示位置的任何装置，如图4所示。活塞50的指示位置是相对于升起位置轴向压下的位置。指示位置可以在深度上等于压下位置，或如图4所示，可以相对于如图3所示的压下位置略微升起。如图4所示，闩锁件72包括凹ロ 74，该凹ロ 74形成在凸轮表面。凹ロ 74固定活塞50沿纵向轴线40的轴向位置。在操作中，来自洗涤流体28的流的轴向カ60抵抗偏置装置52的偏置力62将活塞50移动到压下位置。活塞50的压下位置将柱70定位为沿纵向轴线40与凹ロ 74轴向地在一列。洗涤流体28的流的停止使轴向カ60从活塞50脱开，允许来自偏置装置52的偏置力62沿纵向轴线40轴向地移动活塞50，直到柱70布置在凹ロ 74中，由此将活塞50固定在指示位置中。如图2和4所示，活塞50的顶表面58可限定工具接合装置76。工具接合装置76被构造为用于在其中接收工具。工具接合装置76可包括但不限于，用于平头螺丝刀的十字交叉槽、用于飞利浦螺丝刀(phillips screwdriver)的十字交叉槽或用于接合工具的ー些其他构造。工具可用于将活塞50压下，以将柱70从凹ロ 74释放。一旦活塞50被压下，而柱70从凹ロ 74脱离，工具可用于旋转活塞50，以将柱70与凸轮表面接合，由此允许来自偏置装置52的偏置力62将活塞50推入升起位置。检验零件清洗系统20的清洗组件22的正常功能性的方法包括将主检验组件32定位在清洗器组件内，使得清洗器组件的每个喷嘴26与布置在主检验组件32上的柱塞装置38中的ー个对齐。主检验组件32定位在清洗组件22内，其中所有柱塞装置38的活塞50布置在升起位置中。主检验组件32可以以适当的方式定位在清洗组件22中。例如，主检验组件32可定位在传送系统24上并以与要被清洗的零件相同的方式供应通过清洗组件22，而不中断生产线的运行。替换地，主检验组件32可直接布置和定位在清洗组件22内。一旦主检验组件32被定位在清洗组件22内，使得喷嘴26与柱塞装置38对齐，则洗涤流体28在压カ下被分配通过每个喷嘴26。如果每个喷嘴26正常地工作，则来自洗涤流体28的流的轴向カ60被直接施加到与之对齐的柱塞装置38的活塞50上，由此将与每个特定喷嘴26对齐的柱塞装置38的活塞50从升起位置移动到压下位置，诸如如图3所示。但是，如果有任何喷嘴26没有正常工作，例如由于低分配压カ和/或未对准的喷嘴26或流，则来自洗涤流体28的流的轴向カ60将不足以将与之对齐的柱塞装置38的活塞50从升起位置移动到压下位置，而与故障喷嘴26对齐的柱塞装置38的活塞50将保持在升起位置，诸如如图2所示。一旦清洗组件22已将洗涤流体28分配到主检验组件32和在其中的柱塞装置38上，则由被分配的洗涤流体28移动到压下位置的每个活塞50被固定在指示位置，诸如如图4所示。如上所述，在来自被分配的洗涤流体28的轴向カ60停止吋，闩锁件72将活塞50固定在指示位置。该方法还包括感测每个活塞50的位置。每个活塞50的位置被感测，以确定活塞50是否布置在升起位置或指示位置。布置在指示位置的每个活塞50表示与该活塞50相关联的喷嘴26被适当地对齐并以适当的压カ分配洗涤流体28。布置在升起位置的每个活塞50表示与该活塞50相关联的喷嘴26没有与活塞50适当地对齐，或没有以适当压カ分配洗涤流体28。每个活塞50的位置可以以任何适当的方式被感测，包括但不限于，视觉地检查每个柱塞装置38，以确定每个活塞50是否处于升起位置或指示位置，或通过电子地感测每个活塞50的位置。该方法还包括识别清洗器组件22的哪些喷嘴26与每个被确定为处于升起位置的柱塞装置38对齐。如上所述，被确定为处于升起位置的活塞50表示与之对齐的喷嘴26没有正常工作。因而，故障喷嘴26被识别，从而可采取矫正动作来矫正故障喷嘴26。故障喷嘴26可以以任何适当的方式被识别。例如，每个柱塞装置38和每个喷嘴26可被识别，并通过字母数字编码(alpha-numeric code)等彼此相关。此外，如果机械手用于将零件21在多个清洗组件22之间移动和/或在多个清洗位置之间移动，则上述方法可还用于检验机械手的恰当路径。因为机械手的路径被编程，零件21的变化，诸如要被清洗的新端ロ的添加，可要求机械手被重新编程。如果ー个柱塞装置38当移动通过零件清洗系统20时没有被压下，则机器人路径应该被检验，以确保柱塞组件实际上被定位为与合适的喷嘴26轴向对齐。当零件21的构造随时间被改变时，被编程的机器人路径的起点和終点可被改变，由此改变在其之间的机器人路径。如果在机械手的重新编程期间发生错误，之前被清洗的特征可丢失。这样，上述方法可还可有助于识别机器人路径中的编程错误。一旦主检验组件32已经通过清洗组件22且任何故障喷嘴26已经被识别，则该方法还包括重新设定被布置在指示位置的任何柱塞装置38。活塞50重新设定回到升起位置。重新设定任何柱塞装置38可包括，例如，在旋转活塞50时压下活塞50，直到活塞50从闩锁件72和指示位置释放，并允许偏置装置52将活塞50偏置回到升起位置。一旦活塞50被重新设定回到升起位置，上述方法可按照希望重复。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附权利要求范围内的用来实施本发明的各种替换设计和实施例。相关申请的交叉引用本申请要求2011年2月15日递交的序列号为No. 61/442,842的美国临时专利申请、和2011年4月22日递交的美国序列号13/092，179的优先权，其披露内容在此通过參照而并入。权利要求
1.一种用于清洗零件的零件清洗系统，该零件清洗系统包括 清洗器组件，具有喷嘴，其中，喷嘴被构造为用于在压力下分配洗涤流体的流； 主检验组件，包括柱塞装置，该柱塞装置布置为与清洗器组件的喷嘴相対，柱塞装置包括 壳体，限定沿纵向轴线延伸的中心孔； 活塞，布置在中心孔内且能沿纵向轴线在升起位置和压下位置之间移动； 其中，活塞响应由来自喷嘴的洗涤流体的流沿纵向轴线施加的轴向カ而能从升起位置移动到压下位置，该轴向力具有大于预定值的大小；和 闩锁件，被构造为用于在活塞移动到压下位置时将活塞固定在指示位置中。
2.如权利要求I所述的零件清洗系统，其中，喷嘴包括多个喷嘴，柱塞装置包括多个柱塞装置，柱塞装置中的ー个被布置为与每个喷嘴相対，并且其中，主检验组件包括本体，该本体限定多个孔，每个孔被构造为与从清洗器组件的多个喷嘴中的ー个分配而来的洗涤流体的流对齐，且多个柱塞装置的其中ー个被布置在每个孔内。
3.如权利要求2所述的零件清洗系统，其中，壳体限定顶表面，本体限定外表面，且壳体的顶表面被布置为与本体的外表面齐平。
4.如权利要求2所述的零件清洗系统，其中，每个柱塞装置包括偏置装置，用于将活塞沿纵向轴线偏置到升起位置中。
5.如权利要求4所述的零件清洗系统，其中，壳体限定凸轮槽，该凸轮槽延伸穿过壳体的外壁并向中心孔敞开。
6.如权利要求5所述的零件清洗系统，其中，凸轮槽沿纵向轴线延伸一距离，同时绕纵向轴线成角度地旋转，以限定螺旋形凸轮表面。
7.如权利要求6所述的零件清洗系统，其中，每个柱塞装置包括柱，该柱从活塞径向向外延伸离开纵向轴线并延伸到凸轮槽中，且当活塞在升起位置和压下位置之间移动时，凸轮槽引导所述柱以旋转活塞。
8.如权利要求7所述的零件清洗系统，其中，闩锁件包括凹ロ，该凹ロ形成在凸轮表面中，用于固定活塞沿纵向轴线的轴向位置，其中，来自洗涤流体的流的轴向カ抵抗偏置装置的偏置力将活塞移动到压下位置，于是，洗涤流体的流的停止使轴向カ从活塞脱开，允许来自偏置装置的偏置力沿纵向轴线轴向地移动活塞，直到所述柱布置在凹口中，由此将活塞固定在指示位置中。
9.如权利要求7所述的零件清洗系统，其中，每个柱塞装置的活塞包括第一段和第二段，其中，第一段能绕纵向轴线相对于第二段旋转，而所述柱附连到第一段，并且其中，第二段被布置在第一段和偏置装置之间，且绕纵向轴线不可旋转，从而第二段防止旋转从第一段传递到偏置装置。
全文摘要
一种主检验组件，包括多个柱塞装置。每个柱塞装置包括活塞，该活塞可在升起位置和压下位置之间轴向地移动。当布置在清洗组件中时，每个柱塞装置与喷嘴对齐。喷嘴在压力下分配洗涤流体。由被分配的洗涤流体施加的轴向力将活塞压到压下位置中，于是，布置在压下位置中的活塞轴向地固定在指示位置中。在将主检验组件从清洗组件移除时，在指示位置中的被压下的活塞表示喷嘴的适当运作，而被布置在升起位置中的活塞表示不适当运作的喷嘴。
文档编号B08B13/00GK102641863SQ20121003339
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者M.肯沃西 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司