本发明涉及零件冲洗设备领域，特别地，涉及一种零件冲洗设备控制系统、零件冲洗系统和零件的冲洗方法。
背景技术
精密零件中的多余物是造成事故的主要原因，将零件冲洗干净，可极大减小故障率。因此，在机械设备的维修维护过程中，机械零部件的冲洗效率以及冲洗质量对机械设备的维修维护工作十分重要。现有的零件冲洗设备冲洗过程复杂，需要过多人为的干预，造成清洁效率低下；且现有的零件冲洗设备中许多冲洗过程中的重要参数不具有可调控性，导致清洁效果不理想，影响了相关零部件的质量，甚至会对零部件所安装的整个机械设备产生不良影响。
技术实现要素：
本发明提供了一种零件冲洗设备控制系统及控制方法，以解决现有零件冲洗设备冲洗过程复杂、需要过多人为干预导致清洁效率低、清洁效果不理想的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种零件冲洗设备控制系统，用于零件冲洗设备的控制，零件冲洗设备包括泵站、机架和油箱，机架的上部分为冲洗仓、下部分为附件安装仓，冲洗仓内设置用于安装与固定待冲洗零件的水平工作台，水平工作台在水平方向转动设置，水平工作台上设有驱动待冲洗零件沿轴向翻转的翻转机构，泵站驱动油箱中的冲洗液经至少两组冲洗管路传输至冲洗仓对零件进行冲洗，控制系统包括用于对零件冲洗设备的各执行机构进行智能控制的自动控制装置及用于对接收外界输入指令以切换自动控制装置的工作模式的人机交互装置，自动控制装置包括：翻转控制单元、冲洗液开关阀门控制单元、冲洗时间控制单元、冲洗液压力控制单元、数据采集控制单元，
翻转控制单元用于控制翻转机构带动零件翻转，
冲洗液开关阀门控制单元用于在零件翻转至设定角度时控制对应的冲洗管路冲洗液阀门的开关，
冲洗时间控制单元用于控制各组冲洗管路工作对应的冲洗时间、间歇时间及循环次数，
冲洗液压力控制单元用于控制各组冲洗管路中冲洗液的压力；
数据采集控制单元用于采集并存储零件冲洗设备冲洗过程中的各项数据参数。
进一步地，冲洗仓内设置有用于带动零件振动的振动电机，自动控制装置还包括用于调节振动电机工作频率的频率控制单元。
进一步地，零件冲洗设备还包括用于对零件的内腔和/或外表面进行吹扫的压缩空气枪和/或吹扫气路，自动控制装置还包括用于控制压缩空气枪和/或吹扫气路是否开启的吹扫控制单元。
进一步地，自动控制装置还包括用于控制冲洗液处于设定温度区间的冲洗液温度控制单元，冲洗液温度控制装置为冷却泵或者风冷散热器。
根据本发明的另一方面，还提供一种零件冲洗系统，包括零件冲洗设备及上述的控制系统。
进一步地，上述零件冲洗设备包括泵站、机架和油箱，机架的上部分为冲洗仓、下部分为附件安装仓，冲洗仓内设置用于安装与固定待冲洗零件的水平工作台，水平工作台在水平方向转动设置，水平工作台上设有驱动待冲洗零件沿轴向翻转的翻转机构，泵站驱动油箱中的冲洗液经至少两组冲洗管路传输至冲洗仓对零件进行冲洗。
进一步地，冲洗仓还设置有油雾分离装置，用于抽取冲洗仓内的油雾，并将经分离系统分离后符合要求的空气排入大气；冲洗仓与油箱连接处的接油口下设置滤网，用于根据滤网中有无杂质判断是否冲洗干净。
根据本发明的再一方面，还提供一种零件的冲洗方法，应用于上述零件冲洗系统，包含以下步骤：
将待冲洗零件安装于水平工作台上设定的初始位置；
经人机交互装置接收外界输入指令，并经自动控制装置控制零件冲洗设备按照设定程序自动对零件进行冲洗。
进一步地，自动控制装置控制零件冲洗设备按照设定程序自动对零件进行冲洗包括：
表面及内腔冲洗步骤：在表面冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元控制冲洗液至设定压力值，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按设定参数翻转，冲洗液开关阀门控制单元控制表面冲洗管路打开，冲洗时间控制单元控制表面冲洗管路按设定的冲洗时间和间歇时间进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，表面冲洗阶段完成后，冲洗液开关阀门控制单元控制表面冲洗管路关闭，自动进入内腔冲洗阶段；在内腔冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元控制冲洗液至设定压力值，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按设定参数翻转，冲洗液开关阀门控制单元在零件翻转至设定角度时控制对应的内腔冲洗管路打开，其他冲洗管路关闭，冲洗时间控制单元控制内腔冲洗管路按设定的冲洗时间和间歇时间进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数；
二次冲洗及吹扫步骤：二次冲洗是指针对零件难以冲洗的部位按照设定的程序进行再次冲洗，在二次冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元控制冲洗液至设定压力值，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按设定参数翻转，冲洗液开关阀门控制单元在零件翻转至设定角度时控制对应的冲洗管路的开关，冲洗时间控制单元控制冲洗管路按设定的冲洗时间和间歇时间进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，二次冲洗完成后关闭所有冲洗管路，自动进入吹扫阶段；在吹扫阶段中，吹扫控制单元控制压缩空气枪和/或吹扫气路打开，高压空气通过高压气枪和/或冲洗管路吹干零件内腔及表面。
进一步地，在表面及内腔冲洗步骤之后、二次冲洗及吹扫步骤之前，旋转工作转台带动零件在水平面按设定角度旋转。
进一步地，自动控制装置控制零件冲洗设备按照设定程序自动对零件进行冲洗还包括：在执行二次冲洗及吹扫步骤之前，判断表面及内腔冲洗是否达到第一设定循环次数，在符合条件下进入二次冲洗及吹扫步骤；在执行二次冲洗及吹扫步骤之后冲洗流程结束之前，判断内腔清洗是否达到第二设定循环次数，在符合条件下冲洗流程结束。
进一步地，按设定程序自动对零件进行冲洗的过程中还包括：通过人机交互装置输入暂停指令，并经自动控制装置控制零件冲洗设备暂停所有程序，暂停后选择按程序继续或使零件冲洗设备复位。
从上述技术方案可以看出，本发明零件冲洗设备控制系统、零件冲洗系统和零件的冲洗方法，控制系统包括用于对零件冲洗设备的各执行机构进行智能控制的自动控制装置及用于对接收外界输入指令以切换自动控制装置的工作模式的人机交互装置，通过人机交互装置输入指令，控制系统通过控制零件翻转、冲洗液阀门开关、冲洗时间、冲洗液压力、数据采集等实现对零件冲洗过程的自动控制，不仅减少了人为干预，而且由于各项冲洗参数的可操控性，使得冲洗效果更好。还可以通过分析数据采集的相关数据，设置更高效、节能的冲洗方案。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的零件冲洗设备控制系统原理方框示意图；
图2是本发明另一个优选实施例的零件冲洗设备控制系统原理方框示意图；
图3是本发明优选实施例的零件冲洗方法步骤流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，根据本发明的一方面，提供了一种冲洗设备控制系统10，用于零件冲洗设备20的控制，零件冲洗设备包括泵站、机架和油箱，机架的上部分为冲洗仓、下部分为附件安装仓，冲洗仓内设置用于安装与固定待冲洗零件的水平工作台，水平工作台在水平方向转动设置，水平工作台上设有驱动待冲洗零件沿轴向翻转的翻转机构，泵站驱动油箱中的冲洗液经至少两组冲洗管路传输至冲洗仓对零件进行冲洗，该控制系统10包括用于对零件冲洗设备的各执行机构进行智能控制的自动控制装置40及用于对接收外界输入指令以切换自动控制装置的工作模式的人机交互装置30。自动控制装置40包括：翻转控制单元41、冲洗液开关阀门控制单元42、冲洗时间控制单元43、数据采集控制单元44，
翻转控制单元41用于控制翻转机构带动零件翻转，
冲洗液开关阀门控制单元42用于在零件翻转至设定角度时控制对应的冲洗管路冲洗液阀门的开关，
冲洗时间控制单元43用于控制各组冲洗管路工作对应的冲洗时间、间歇时间及循环次数，
冲洗液压力控制单元44用于控制各组冲洗管路中冲洗液的压力；
数据采集控制单元45用于采集并存储零件冲洗设备冲洗过程中的各项数据参数。
需要说明的是，控制系统10中各控制单元与其对应的零件冲洗装置连接，具体地，翻转控制单元41与翻转驱动装置连接，冲洗液开关阀门控制单元42与冲洗液开关阀门连接，冲洗时间控制单元43与其控制的所有装置连接，例如翻转驱动装置、冲洗液开关阀门、冲洗压力控制装置、数据采集装置、吹扫装置等，冲洗液压力控制单元44与冲洗压力控制装置连接，数据采集控制单元45与数据采集装置连接。
在本发明的实施例中，人机交互装置30为基于威纶通触摸屏编程软件ebpro(easybuilderpro)，使用威纶通触摸屏编制的人机控制界面。翻转驱动装置为设置在冲洗仓内与水平工作台连接的伺服电机，通过该伺服电机带动零件翻转，且伺服电机翻转速度可以通过人机交互装置30调整。冲洗液冲洗压力的控制是通过溢流阀和/或比例阀实现的，溢流阀实现冲洗液压力的范围调节即调整至所需压力值附近，精准调节是通过改变电动比例阀的开度实现的，即调整至所需压力值。
可选地，冲洗仓内设置有用于带动零件振动的振动电机，参照图2，自动控制装置40还包括用于调节上述振动电机工作频率的频率控制单元45。具体地，在振动电机上设置有变频器，通过变频器调节振动电机的振动频率，频率控制单元45与振动电机的变频器连接。以航空发动机某机匣零件冲洗控制系统为例，振动频率在0hz～25hz范围内连续可调。
可选地，零件冲洗设备还包括用于对零件的内腔和/或外表面进行吹扫的压缩空气枪和/或吹扫气路，参照图2，自动控制装置40还包括用于控制压缩空气枪和/或吹扫气路是否开启的吹扫控制单元46。吹扫控制单元46与压缩空气枪开关和吹扫气路阀门相连接。压缩空气枪直接连接车间气源，通过吹扫控制单元46控制压缩空气枪的开关，对零件进行吹扫。在冲洗液开关阀门控制单元42控制冲洗液阀门关闭之后，吹扫控制单元46控制吹扫气路阀门开启，高压空气通过冲洗管路进入冲洗仓对零件进行吹扫。
可选地，参照图2，还包括用于控制冲洗液处于设定温度区间的冲洗液温度控制单元47。冲洗液温度控制单元47与温度调节装置冷却泵、风冷散热器等相连接。具体地，以航空发动机某机匣零件冲洗控制系统为例，在冲洗液温度超过45℃时，冲洗液温度控制单元47控制冷却泵工作，45℃以下冲洗液温度控制单元47控制风冷散热器对冲洗液进行冷却。
相应地，本发明还提供了一种零件冲洗系统，该零件冲洗系统包括零件冲洗设备及上述任一实施例的控制系统。
上述零件冲洗设备包括泵站、机架和油箱，机架的上部分为冲洗仓、下部分为附件安装仓，冲洗仓内设置用于安装与固定待冲洗零件的水平工作台，水平工作台在水平方向转动设置，水平工作台上设有驱动待冲洗零件沿轴向翻转的翻转机构，泵站驱动油箱中的冲洗液经至少两组冲洗管路传输至冲洗仓对零件进行冲洗。
以航空发动机某机匣零件冲洗控制系统为例，包括泵站、机架和油箱，泵站驱动油箱中的冲洗液经至少两组冲洗管路传输至冲洗仓对零件进行冲洗。油箱位于冲洗机机架右侧面，为方便油箱清洗，在油箱外侧面开孔。泵站置于冲洗机机架后面，以节省设备占地面积，操作维护方便。水平工作转台位于工作仓内，用于冲洗机匣零件的安装与固定。工作转台用不锈钢制作，承重150kg。水平工作台在水平方向设置多个卡槽，通过机械传动实现水平工作台在水平方向内带动机匣零件进行转动。冲洗仓内设置与水平工作台连接的伺服电机，通过该伺服电机带动机匣零件沿轴向翻转，伺服电机翻转速度可以通过人机交互装置30调整。通过带动零件水平旋转和沿轴向翻转，调整要冲洗的机匣零件各内腔及管路处于有利的冲洗位置，即尽量使机匣中分布的油、气管路及内腔盲区和死角处于最高处，便于将机匣内的多余物冲洗干净。冲洗仓内设置有用于带动零件振动的振动电机。在零件冲洗过程中，振动电机带动机匣零件轴向振动，振动频率在0hz～25hz范围内连续可调。机匣在冲洗过程中沿轴向做小幅振动，将存在于机匣内腔及管道中的多余物被强迫振动起来，以达到克服其附着力的作用，并在冲洗液的冲刷力的作用下，被冲洗液带出机匣。零件冲洗设备还包括用于对零件的内腔和/或外表面进行吹扫的压缩空气枪和/或吹扫气路。压缩空气枪直接与车间气源连接。将车间气源连接至冲洗管路，在冲洗液开关阀门关闭时，气源与冲洗管路接通，压缩空气进入冲洗仓，实现对零件的吹扫。零件冲洗设备还包括用于控制冲洗液温度的冲洗液温度控制装置，冲洗液温度控制装置为冷却泵或者风冷散热器。具体地，以航空发动机某机匣零件冲洗控制系统为例，在冲洗液温度超过45℃时，冷却泵工作，45℃以下通过风冷散热器对冲洗液进行冷却。
可选地，冲洗仓还设置有油雾分离装置，用于抽取冲洗仓内的油雾，并将经分离系统分离后符合要求的空气排入大气；冲洗仓与油箱连接处的接油口下设置滤网，用于根据滤网中有无杂质判断是否冲洗干净。以航空发动机某机匣零件冲洗控制系统为例，机匣零件在冲洗过程中，尤其是在零件表面冲洗过程中，冲洗液会飞溅形成油雾，为保持冲洗仓内清晰度及开启冲洗仓门时，冲洗油雾对操作工人及工作环境的影响，设置了工作仓油雾分离系统，及时抽取冲洗仓内的油雾，经分离系统分离后，将符合环保要求的空气排入大气中；。在油箱前半部，与冲洗仓连接处的接油口下面，设置了检查滤网，冲洗液经检查滤网流回油箱。通过检查滤网中是否有杂质颗粒来判断机匣零件是否冲洗干净。
相应地，本发明还提供了一种零件的冲洗方法，应用于上述任一实施例的零件冲洗系统，参照图3，包含以下步骤：将待冲洗零件安装于水平工作台上设定的初始位置；经人机交互装置接收外界输入指令，并经自动控制装置控制零件冲洗设备按照设定程序自动对零件进行冲洗。
以航空发动机某机匣零件冲洗方法为例，将机匣零件安装于水平工作台上，手动调节零件垂直于水平面。通过人机控制页面输入冲洗时间为30分钟(时间设定必须大于7分钟)，间歇时间为15秒，表面及内腔冲洗步骤循环次数为1次，二次冲洗及吹扫步骤循环次数为2次，冲洗温度为室温25℃，冲洗压力为0.6～0.8mpa，比例阀压力调控控制精度设置在±0.5％以内，表面冲洗、内腔冲洗及二次冲洗中，冲洗液压力值可设为相同值，也可设为不同值。为确保冲洗效果，冲洗时间的设定必须大于7分钟。机匣零件内腔含有6个支板分为三组，此处命名为1、2支板，6、7支板，m、n支板，机匣零件翻转设定角度为：表面冲洗中90°～0°～90°～180°～90°，内腔冲洗中机匣零件停留的角度为126°～180°～180°～90°～0°，其中机匣零件停留在126°对1、2支板进行冲洗，机匣零件停留在180°对6、7支板进行冲洗，机匣零件停留在180°～90°～0°对m、n支板冲洗；二次冲洗中机匣零件与水平面角度为90°。
在本发明实施例中，自动控制装置控制零件冲洗设备按照设定程序自动对零件进行冲洗包括：
表面及内腔冲洗步骤：在表面冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元控制冲洗液至设定压力值，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按设定参数翻转，冲洗液开关阀门控制单元控制表面冲洗管路打开，冲洗时间控制单元控制表面冲洗管路按设定的冲洗时间和间歇时间进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，表面冲洗阶段完成后，冲洗液开关阀门控制单元控制表面冲洗管路关闭，自动进入内腔冲洗阶段；在内腔冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元控制冲洗液至设定压力值，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按设定参数翻转，冲洗液开关阀门控制单元在零件翻转至设定角度时控制对应的内腔冲洗管路打开，其他冲洗管路关闭，冲洗时间控制单元控制内腔冲洗管路按设定的冲洗时间和间歇时间进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数；
二次冲洗及吹扫步骤：二次冲洗是指针对零件难以冲洗的部位按照设定的程序进行再次冲洗，在二次冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元控制冲洗液至设定压力值，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按设定参数翻转，冲洗液开关阀门控制单元在零件翻转至设定角度时控制对应的冲洗管路的开关，冲洗时间控制单元控制冲洗管路按设定的冲洗时间和间歇时间进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，二次冲洗完成后关闭所有冲洗管路，自动进入吹扫阶段；在吹扫阶段中，吹扫控制单元控制压缩空气枪和/或吹扫气路打开，高压空气通过高压气枪和/或冲洗管路吹干零件内腔及表面。
以航空发动机某机匣零件冲洗方法为例，自动控制装置控制机匣零件冲洗设备按照设定程序自动对机匣零件进行冲洗包括：
表面及内腔冲洗步骤：在表面冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元通过溢流阀和/或电动比例阀控制冲洗液在0.6～0.8mpa范围，冲洗液开关阀门控制单元控制表面冲洗管路打开，翻转控制单元控制翻转机构带动零件按与水平面夹角90°～0°～90°～180°～90°的顺序匀速翻转，冲洗液在机匣零件翻转过程中对机匣零件进行冲洗，控制系统内部设定在表面冲洗步骤中，零件每90秒翻转90°，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，并通过编制专用数据采集软件，打印报表输出冲洗步骤和压力曲线，表面冲洗阶段完成后，冲洗液开关阀门控制单元控制表面冲洗管路关闭；在内腔冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元通过溢流阀和/或电动比例阀控制冲洗液在0.6～0.8mpa范围，冲洗液开关阀门控制单元在机匣零件翻转到相应的位置时开启相应的冲洗液开关阀门进行冲洗，翻转控制单元控制翻转机构带动机匣零件翻转到126°，冲洗液开关阀门控制单元控制1、2支板对应冲洗液开关阀门打开，对1号支板上滑油进油管和2号支板安装座进行冲洗，1、2支板冲洗完成，间歇15秒之后，翻转控制单元控制翻转机构带动机匣零件按翻转到180°，冲洗液开关阀门控制单元控制6、7支板对应冲洗液开关阀门打开，对6号支板滑油进油管和7号支板安装座进行冲洗，6、7支板冲洗完成，间歇15秒后，翻转控制单元控制翻转机构带动机匣零件分别到180°，90°，0°三个位置，冲洗液开关阀门控制单元控制m、n支板对应冲洗液开关阀门打开，对前轴承座冲洗夹具m接口和前回油池上螺纹孔n接口进行冲洗，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，并通过专用数据采集软件，打印报表输出冲洗步骤和压力曲线。
二次冲洗及吹扫步骤：机匣零件的二次冲洗是针对机匣零件难以冲洗的前轴承座冲洗夹具m接口和前回油池上螺纹孔n接口进行再次冲洗，在二次冲洗阶段中，冲洗液压力控制单元通过溢流阀和/或电动比例阀控制冲洗液在0.6～0.8mpa范围，由于设定二次冲洗中机匣零件与水平面角度为90°，所以在二次冲洗中无须翻转，冲洗液开关阀门控制单元控制m、n支板对应冲洗液开关阀门打开，数据采集控制单元采集并存储冲洗过程中的各项数据参数，并通过专用数据采集软件，打印报表输出冲洗步骤和压力曲线。直至二次冲洗完成。二次冲洗完成后冲洗液开关阀门控制单元控制关闭所有冲洗液阀门，自动进入吹扫阶段；在吹扫阶段中，吹扫控制单元控制压缩空气枪和吹扫气路阀门全部打开，高压空气通过高压气枪和冲洗管路吹干零件内腔及表面。吹扫完成后，整个冲洗流程结束。
可选地，在表面及内腔冲洗步骤之后、二次冲洗及吹扫步骤之前，旋转工作转台带动零件在水平面按设定角度旋转。以航空发动机某机匣零件冲洗方法为例，表面及内腔冲洗步骤之后、二次冲洗及吹扫步骤之前，在水平面内旋转工作台180°，带动机匣零件在水平面内旋转180°。
可选地，以航空发动机某机匣零件冲洗方法为例，自动控制装置控制零件冲洗设备按照设定程序自动对机匣零件进行冲洗还包括：在执行二次冲洗及吹扫步骤之前，判断表面及内腔冲洗循环次数是否达到1次，若表面及内腔冲洗循环次数未达到1次，则循环表面及内腔冲洗步骤，若表面及内腔冲洗循环次数达到1次，则进入二次冲洗及吹扫步骤；在执行二次冲洗及吹扫步骤之后，判断二次冲洗及吹扫是否达到2次，若未达到2次，则循环二次冲洗及吹扫步骤，若达到2次，则冲洗流程结束。
可选地，按设定程序自动对零件进行冲洗的过程中还包括：通过人机交互装置输入暂停指令，并经自动控制装置控制零件冲洗设备暂停所有程序，暂停后选择按程序继续或使零件冲洗设备复位。以航空发动机某机匣零件冲洗方法为例，在表面及内腔冲洗步骤或二次冲洗及吹扫步骤均可通过人机控制界面暂停程序，暂停后可选择继续完成剩余步骤。若无需完成剩余步骤，点击人机控制界面复位按钮后设备回到初始状态，可以重新开始冲洗。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。