一种带自清洁功能的发动机缸体清洗机的制作方法

本发明涉及一种发动机缸体清洗设备，具体涉及一种带自清洁功能的发动机缸体清洗机。

背景技术：

在汽车发动机缸体的生产过程中，发动机缸体的各个部件，如缸体、缸盖、曲轴等，在加工完成之后、装配之前，需要进行清洁，以去除部件上的碎屑、粉尘等杂质。

现有的发动机缸体清洗机包括搬运机械手以及发动机缸体清洗模块，待清洗的发动机缸体在输送机构的带动下移动至待搬运工位，随后由搬运机械手将待清洗的发动机缸体搬运至发动机缸体清洗模块的清洗工位上，接着对发动机缸体进行相应的清洗，最后再由输送机构将清洗完的发动机缸体输送至后续的装配工位进行装配。虽然现有的发动机缸体清洗机已经具有很好的清洁效果，但仍存在以下问题：

由于发动机缸体的结构复杂、孔洞多、表面轮廓不规则，并且在清洗时通常会采用高压水冲洗和高压气体吹干，因此，即使能够将杂质和灰尘清洗掉，但会导致发动机缸体上的杂质和灰尘会沾附在清洗设备上，或者漂浮在空气中；而当空气中的杂质和灰尘累积到一定程度时，发动机缸体清洗模块将发动机缸体清洗干净后，很容易就会在发动机缸体转移至装配工位前就会受到二次污染，导致发动机缸体的清洗合格率降低，影响后续的装配效率和装配质量。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种带自清洁功能的发动机缸体清洗机，该清洗机能够进行自清洁，确保发动机缸体在干净的环境下进行清洗，避免发动机缸体受到二次污染，有利于提高发动机缸体的清洗质量。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种带自清洁功能的发动机缸体清洗机，其特征在于，包括清洗室、搬运机械手、自清洁模块以及发动机缸体清洗模块，所述搬运机械手、自清洁模块以及发动机缸体清洗模块均设置在清洗室内；其中，所述自清洁模块包括顶部喷洗组件以及底部喷洗组件，所述顶部喷洗组件包括设置在清洗室顶部的顶部供水管以及设置在顶部供水管上的多个顶部喷嘴，所述底部喷洗组件包括设置在清洗室底部的底部供水管以及设置在底部供水管上的多个底部喷嘴，所述顶部供水管和底部供水管均与供水泵连接；所述清洗室的底部设有用于排水的排水口，该排水口通过排水管与清洗室外的回收池连接，所述多个底部喷嘴将清洗室内底部的污水冲向排水口处；所述清洗室的侧面设有用于发动机缸体进出清洗室的过渡窗；所述发动机缸体清洗模块包括主清洗模块以及用于清洗发动机缸体的缸筒的定点清洗模块，所述定点清洗模块包括水洗模块和风干模块，在搬运机械手的带动下，发动机缸体依次在主清洗模块、水洗模块以及风干模块上进行清洗。

上述带自清洁功能的发动机缸体清洗机的工作原理是：

首先，待清洗的发动机缸体在输送机构的带动下通过过渡窗进入清洗室内，随后所述搬运机械手将待清洗的发动机缸体依次搬运至主清洗模块、水洗模块和风干模块上，并以此进行相应的发动机缸体清洗，最后继续由搬运机械手搬运至过渡窗的对应处，由输送机构将清洗完毕的发动机缸体输送至清洗室外的装配工位上；当清洗室内的设备工作一段时间后，所述输送机构暂停将待清洗的发动机缸体输送至清洗室内，并且在供水泵的作用下，所述多个顶部喷嘴向清洗室内的搬运机械手、水洗模块、风干模块、其他零部件以及清洗室的内壁进行冲洗，从而达到自清洁的目的，将清洗室内的杂质以及漂浮在空气中的灰尘冲洗干净，避免在后续的发动机缸体清洗过程中二次污染发动机缸体；与此同时，设置在清洗室底部的底部喷嘴将清洁后的污水冲向排水口处，始终保持清洗室底部的清洁，避免储水过多，同时所述底部喷嘴也能够对清洗室的底部进行冲洗清洁，清洁后的污水通过排水口以及排水管流向清洗室外的回收池中暂存，视具体情况进行过滤回收。

本发明的一个优选方案，所述清洗室为矩形立体空间，所述顶部供水管呈方形状环绕布置在清洗室的顶部，且每一侧均设有顶部喷嘴。通过布置这样的顶部喷嘴，有利于增大顶部喷嘴的清洗范围，从而使得清洗室内的所有设备均能够被冲洗到，达到清洁目的。

优选地，所述顶部喷嘴由旋转喷嘴构成，能够喷洒半球形的清洗水，这样能够进一步增大顶部喷嘴的冲洗范围，同时也便于对清洗室的内壁进行清洁，有效提高自清洁的质量。

本发明的一个优选方案，所述底部供水管呈“匚”字型布置，且每一侧均设有底部喷嘴，且每一侧的顶部喷嘴均与底部供水管垂直设置；所述排水口设置在呈“匚”字型布置的底部供水管的开口处。

优选地，所述清洗室的底部倾斜设置，且排水口设置在清洗室底部较低的一侧。这样能够使得清洁后的污水能够沿着清洗室底部的倾斜方向流向排水口处，从而避免过多的污水残留在清洗室内。

本发明的一个优选方案，所述定点清洗模块所清洗的发动机缸体指定部位为发动机缸体的缸筒内壁；其中，所述水洗模块包括与缸体的缸筒数量相同的喷水头、用于向各个喷水头供水的供水系统以及用于驱动所述喷水头同步地作竖向往复运动的第一竖向驱动机构；所述喷水头与缸体的缸筒一一对应，且设置于水洗工位的上方，每个喷水头设有与供水系统连通的进水口以及出水口，所述出水口为环状的圆形通道，由该出水口喷出的水形成水平的水帘；

所述风干模块包括与缸体的缸筒数量相同的喷气头、用于向各个喷气头供气的供气系统以及用于驱动所述喷气头同步地作竖向往复运动的第二竖向驱动机构；所述喷气头与缸体的缸筒一一对应，且设置于风干工位的上方，每个喷气头设有与供气系统连通的进气口以及出气口，所述出气口为环状的锥形通道，由该出气口喷出的气体形成锥形的气帘。

优选地，还包括第三竖向驱动机构以及第四竖向驱动机构，其中，所述第三竖向驱动机构设置在水洗工位的下方对应处，第四竖向驱动机构设置风干工位的下方对应处。

优选地，所述喷气头包括通气件以及喷气件，所述通气件的下端设有向外倾斜且呈锥形的第一导向面；所述喷气件设置在通气件的底部，且喷气件上设有向外倾斜且呈锥形的第二导向面；所述第一导向面与第二导向面匹配设置并形成环状锥形的喷气间隙，该喷气间隙构成出气口；所述进气口设置在通气件的上端，所述进气口与出气口之间通过通气通道连通。

优选地，所述通气件包括通气块以及设置在通气块下端的过渡块，所述第一导向面设置在过渡块上，所述通气通道设置在通气块上，所述过渡块上设有与通气通道连通的过渡通道，该过渡通道的直径比通气通道大；所述喷气件通过固定结构与通气块的底部连接。

优选地，所述第一导向面的外侧设有水平向外延伸的第一延伸部，所述第二导向面的底部设有竖直向下延伸的第二延伸部，所述第一延伸部与第二延伸部相互垂直。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过将清洗室的设置，将发动机缸体清洗模块以及发动机缸体与外界隔开，有效减少杂质和灰尘对发动机缸体的污染，有利于更加快速地将发动机缸体清洗干净，避免发动机缸体受到外界的杂质而形成二次污染。

2、在清洗室内设有自清洁模块，通过对清洗室内的所有设备以及环境空气进行清洗，确保发动机缸体在一个足够干净的环境内进行清洗，避免清洗设备对清洗完毕的发动机缸体的二次污染，且有效提高发动机缸体的清洗质量。

3、通过自清洗模块的顶部清洗组件对清洗室内的空间环境和设备进行自清洁，通过底部清洗组件对清洗室的底部进行清洗且清除所堆积的污水，分工明确，有利于提高自清洁的速度以及提高自清洁的质量。

附图说明

图1-图3为本发明的带自清洁功能的发动机缸体清洗机的其中一种实施方式的结构示意图，其中，图1为立体图(清洗室内的相关设备未显示)，图2为图1中的顶部喷洗组件以及底部喷洗组件的立体图，图3为俯视图(自清洗模块未显示)。

图4为发动机缸体清洗模块的定点清洗模块的结构示意简图。

图5-图6为水洗模块的结构示意图，其中，图5为主视图，图6为立体图(机架未显示)。

图7为竖向移动板的俯视图。

图8为吊杆和固定块的主视图。

图9-图11为喷气头的结构示意图，其中，图9为主视剖视图，图10为图9中i的放大图，图11为爆炸图。

图12为通气件的主视剖视图。

图13为喷水头的主视剖视图。

图14为图13中ii的放大图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图3，本实施例的带自清洁功能的发动机缸体清洗机，包括清洗室14b、搬运机械手、自清洁模块以及发动机缸体清洗模块，所述搬运机械手、自清洁模块以及发动机缸体清洗模块均设置在清洗室14b内；其中，所述自清洁模块包括顶部喷洗组件16b以及底部喷洗组件15b，所述顶部喷洗组件16b包括设置在清洗室14b顶部的顶部供水管12b以及设置在顶部供水管12b上的多个顶部喷嘴10b，所述底部喷洗组件15b包括设置在清洗室14b底部的底部供水管18b以及设置在底部供水管18b上的多个底部喷嘴17b，所述顶部供水管12b和底部供水管18b均与供水泵连接；所述清洗室14b的底部设有用于排水的排水口13b，该排水口13b通过排水管与清洗室14b外的回收池连接，所述多个底部喷嘴17b将清洗室14b内底部的污水冲向排水口13b处；所述清洗室14b的侧面设有用于发动机缸体进出清洗室14b的过渡窗；所述发动机缸体清洗模块包括主清洗模块以及用于清洗发动机缸体的缸筒的定点清洗模块，所述定点清洗模块包括水洗模块10b和风干模块12b，在搬运机械手的带动下，发动机缸体依次在主清洗模块、水洗模块10b以及风干模块12b上进行清洗。

参见图1和图2，所述清洗室14b为矩形立体空间，所述顶部供水管12b呈方形状环绕布置在清洗室14b的顶部，且每一侧均设有顶部喷嘴10b。通过布置这样的顶部喷嘴10b，有利于增大顶部喷嘴10b的清洗范围，从而使得清洗室14b内的所有设备均能够被冲洗到，达到清洁目的。

本实施例的顶部喷嘴10b由旋转喷嘴构成，能够喷洒半球形的清洗水，这样能够进一步增大顶部喷嘴10b的冲洗范围，同时也便于对清洗室14b的内壁进行清洁，有效提高自清洁的质量。

参见图2，所述底部供水管18b呈“匚”字型布置，且每一侧均设有底部喷嘴17b，且每一侧的顶部喷嘴10b均与底部供水管18b垂直设置；所述排水口13b设置在呈“匚”字型布置的底部供水管18b的开口处。

本实施例的清洗室14b的底部倾斜设置，且排水口13b设置在清洗室14b底部较低的一侧。这样能够使得清洁后的污水能够沿着清洗室14b底部的倾斜方向流向排水口13b处，从而避免过多的污水残留在清洗室14b内。

参见图3，本实施例中，所述过渡窗有两个，这两个过渡窗分别设置在清洗室14b的其中两个相对设置的侧面上，其中一个过渡窗为进料过渡窗2b，另一个为出料过渡窗，所述进料过渡窗2b用于待清洗的发动机缸体在输送机构1b的带动下进入清洗室14b内，所述出料过渡窗用于清洗完毕的发动机缸体在输送机构1b的带动下离开清洗室14b，转移到下一个加工工位中。在清洗室14b内且位于进料过渡窗2b的对应处设有上料工位3b，用于待清洗的发动机缸体等待搬运；在清洗室14b外且与出料过渡窗的对应处设有真空干燥工位7b以及风冷工位8b，完成清洁的发动机缸体通过出料过渡窗离开清洗室14b后，在输送机构1b的带动下依次通过真空干燥工位7b以及风冷工位8b，进行相应的真空干燥以及风冷后，再转移到装配工位上进行发动机的装配。所述搬运机械手包括有第一机械手4b以及第二机械手5b，在第一机械手4b以及第二机械手5b之间设有中间过渡工位11b。所述主清洗模块由初洗模块9b以及表面吹干模块6b构成，所述初洗模块9b设置在所述上料工位3b的一侧，所述表面吹干模块6b设置在出料窗口的对应处，本实施例中的初洗模块9b主要包括有紊流清洗以及油道清洗等。

参见图4-图14，本实施例的定点清洗模块的水洗模块1a包括与缸体的缸筒数量相同的喷水头、用于向各个喷水头供水的供水系统以及用于驱动所述喷水头同步地作竖向往复运动的第一竖向驱动机构；所述喷水头与缸体的缸筒一一对应，且设置于水洗工位5a的上方，每个喷水头设有与供水系统连通的进水口以及出水口，所述出水口为环状的圆形通道，由该出水口喷出的水形成水平的水帘；

所述风干模块2a包括与缸体的缸筒数量相同的喷气头4、用于向各个喷气头4供气的供气系统以及用于驱动所述喷气头4同步地作竖向往复运动的第二竖向驱动机构2；所述喷气头4与缸体的缸筒一一对应，且设置于风干工位3a的上方，每个喷气头4设有与供气系统连通的进气口以及出气口15，所述出气口15为环状的锥形通道，由该出气口15喷出的气体形成锥形的气帘。

参见图4，本实施例中，还包括第三竖向驱动机构4a以及第四竖向驱动机构6a，其中，所述第三竖向驱动机构4a设置在水洗工位5a的下方对应处，第四竖向驱动机构6a设置风干工位3a的下方对应处。。当完成主清洗模块的发动机缸体移动到水洗工位5a时，所述第三竖向驱动机构4a先驱动该缸体向上移动，接着再进行喷水清洁，完成水洗后再驱动缸体向下移动，重新落在水洗工位5a的指定位置上；同理地，当缸体移动到风干工位3a后，第四竖向驱动机构6a先驱动缸体向上移动，再进行风干处理，当风干处理完成后，再带动缸体降落到风干工位3a的指定位置上。通过第三竖向驱动机构4a以及第四竖向驱动机构6a的设置，使得在对缸体的缸筒进行清洁时，使得缸体离开水洗工位5a和风干工位3a的固定位置，有利于提高缸体的稳定性，从而便于对缸体的缸筒进行清洁。

参见图9-图12，所述喷气头4包括通气件以及喷气件16，所述通气件的下端设有向外倾斜且呈锥形的第一导向面20；所述喷气件16设置在通气件的底部，且喷气件16上设有向外倾斜且呈锥形的第二导向面21；所述第一导向面20与第二导向面21匹配设置并形成环状锥形的喷气间隙，该喷气间隙构成出气口15；所述进气口设置在通气件的上端，所述进气口与出气口15之间通过通气通道连通。通过通气件和喷气件16形成的环状锥形的喷气间隙，使得清洁气体通过通气通道后能够沿着喷气间隙喷出，从而顺势形成倾斜向外的环状锥形气帘，实现对缸筒内壁的清洗；另外，通过两个零件(通气件和喷气件16)的安装从而形成锥形的出气口15，便于喷气头4的安装以及加工制造，从而便于锥形通道的形成。

参见图9-图12，所述通气件包括通气块10以及设置在通气块10下端的过渡块10，所述第一导向面20设置在过渡块10上，所述通气通道设置在通气块10上，所述过渡块10上设有与通气通道连通的过渡通道13，该过渡通道13的直径比通气通道大；所述喷气件16通过固定结构与通气块10的底部连接。通过设置这样的通气件，使得位于过渡空间中的通气块10的底部形成一个连接部位，可便于喷气件16能够直接通过固定结构与通气块10的底部连接，从而实现喷气件16的固定；所述固定结构可采用螺钉连接，螺钉从喷气件16的底部向上延伸，穿过过渡空间后直接与通气块10的底部连接，从而实现喷气件16的固定。所述通气块10的底部与喷气件16的顶部之间设有垫片17，当安装喷气件16时，由于垫片17的设置，因此只需要将喷气件16固定锁紧在通气块10的底部即可，垫片17能够确保喷气件16与通气块10之间的距离，从而确保了第一导向面20和第二导向面21之间的间隙距离，进而无需在安装过程中进行多次调试。

参见图9-图12，所述第一导向面20的外侧设有水平向外延伸的第一延伸部19，所述第二导向面21的底部设有竖直向下延伸的第二延伸部18，所述第一延伸部19与第二延伸部18相互垂直。通过第一延伸部19和第二延伸的设置，使得过渡块10与喷气件16的厚度增加，从而能够降低清洁时产生的噪音。在清洁时，供气系统向通气通道供入高压气体，同时第一导向面20和第二导向面21形成的喷气间隙很小，因此，当高压的气体经过喷气间隙时，由于压力较大，会导致过渡块10以及喷气件16会发生震动，从而发生很大的噪声；而通过适当增加过渡块10和喷气件16的厚度，能够提高两者的承受负荷，从而降低喷气时的震动，实现噪声的降低。

参见图9-图12，所述通气通道包括连接通道11以及供气通道12，所述连接通道11设置在通气块10的上端，且连接通道11的直径比供气通道12大。通过设置直径较大的连接通道11，便于供气系统通过连接管与通气块10连接，从而实现与喷气头4连接。

参见图5-图7，还包括竖向移动板6，所述喷气头4设置在竖向移动板6的底部；所述第二竖向驱动机构2由气缸构成，该气缸的缸体固定设置在机架上，气缸的伸缩件与竖向移动板6的顶部连接。通过竖向移动板6的设置，便于喷气头4的固定，同时也有利于竖向驱动机构2对喷气头4的驱动。

参见图5-图7，所述竖向移动板6的侧面均设有多个辅助喷气头3，所述辅助喷气头3均通过喷气连接管5与供气系统连接。当第二竖向驱动机构2驱动竖向移动板6向下移动时，所述喷气头4对缸筒进行清洗的同时，所述多个辅助喷气头3对整个缸体的外壁进行清洗，从而进一步确保整个缸体的外表面能够清洗干净，提高清洗合格率。

参见图5-图6，机架上设有两条与供气系统连接的供气管1以及对供气管1进行导向的导套22，所述竖向移动板6内设有多条相互连通的进气通道7，所述两条供气管1的一端均与供气系统连通，另一端均与进气通道7连通；所述喷气连接管5一端设置在竖向移动板6的侧面且与进气通道7连通，另一端与辅助喷气头3连接；所述喷气头4通过吊杆9与竖向移动板6的底部连接，所述吊杆9内设有用于连接喷气头4的进气口与进气通道7的输送通道；所述吊杆9的下端直径与通气块10的连接通道11直径匹配，且吊杆9的下端安装在通气块10的连接通道11上；吊杆9的上端通过固定块8安装在竖向移动板6的底部。通过在竖向移动板6内设置多条相互连通的进气通道7，便于对多个辅助喷气头3以及喷气头4同时供给清洁气体，另外，由于多个辅助喷气头3和喷气头4分布在竖向移动板6的不同位置，因此，设置两条供气管1向进气通道7供入清洁气体，能够保证进入到每个辅助喷气头3以及喷气头4中的清洁气体的压力一致，有利于提高对缸体的清洁质量。通过导套22的设置，能够便于第二竖向驱动机构2驱动竖向移动板6上下移动时供气管1的竖向移动，同时，也对竖向移动板6的移动起一定的导向作用。

参见图5-图6，本实施例的所述喷气连接管5呈“匚”字型，目的在于能够避免辅助喷气头3过于靠近喷气头4，确保喷气头4与辅助喷气头3之间留有足够的空隙，避免清洁时与发动机缸体发生碰撞，也有利于对发动机缸体的外表面进行有效的清洁。

参见图12-图14，所述喷水头包括通水件24以及连接件25，所述连接件25设置在通水件24的底部，且通水件24的底面与连接件25的顶面之间设有环形的出水间隙26，该出水间隙26构成出水口；所述通水件24上设有通水通道23，该通水通道23的下端与出水间隙26连通，上端向上延伸至通水件24的顶部，所述通水通道23的上端构成进水口。

在实际的清洗生产线上，所述喷水头的四周设有多个辅助喷水头，这些辅助喷水头用于对缸体的四周进行冲洗。在喷水头对缸筒进行冲洗时，这些辅助喷水头同时在第一竖向驱动机构的驱动下向下移动，对缸体的其他部位进行二次冲洗，通过第一竖向驱动机构的带动，通时使得喷水头以及辅助喷水头进行竖向移动，充分利用动力资源，同时也确保缸体的各个部位能够达到清洗的标准。

参见图4-图14，一种应用本实施例的定点清洗模块的清洗方法，其中：

待清洗的缸体在搬运机械手的带动下移动到喷水头的下方，并在第三竖向驱动机构4a的带动下向上移动，离开水洗工位5a的固定位置，等待进行水洗处理；首先，供水系统向喷水头供入高压的清洁水源，通过喷水头的水平环状的出水口后喷出环状的水平水帘，同时第一竖向驱动机构驱动喷水头向下移动，并逐渐进入到缸体的缸筒中；水平的水帘从缸筒的上端开始，作用在缸筒的内壁上，并逐渐向下移动，直至到达缸筒的内壁下端，完成对缸筒的水洗；随后第一竖向驱动机构驱动喷水头往上移动，离开缸筒，所述第三竖向驱动机构4a驱动完成水洗的缸体向下移动，重新降落在水洗工位5a的固定位置上，并在搬运机械手的带动下，移动到喷气头的下方，等待进行风干处理；

此时，第四竖向驱动机构6a驱动缸体向上移动，离开风干工位3a的固定位置，供气系统向喷气头供入高压的清洁气体，清洁气体通过喷气头的环状锥形的出气口后喷出环状的锥形气帘；接着，第二竖向驱动机构驱动喷气头向下移动，并逐渐地进入到缸筒中；锥形的气帘从缸筒的上端开始，作用在缸筒的内壁上，并逐渐向下移动，直至到达缸筒内壁的下端，完成对缸筒的风干处理；最后，第二竖向驱动机构驱动喷气头往上移动，离开缸筒，第四竖向驱动机构6a驱动完成风干的缸体向下移动，重新降落在风干工位3a的固定位置上，整个清洗流程结束。

参见图1-图14，本实施例的带自清洁功能的发动机缸体清洗机的工作原理是：

首先，待清洗的发动机缸体在输送机构1b的带动下通过进料过渡窗2b进入清洗室14b内，并位于上料工位3b处等待搬运机械手的转移；随后所述第一机械手4b将待清洗的发动机缸体从上料工位3b上依次搬运至主清洗模块的初清洗模块以及水洗模块10b上，并进行相应的发动机缸体清洗，接着继续由第一机械手4b将完成发动机缸体的缸筒的水洗后的发动机缸体搬运至中间过渡工位11b上；紧接着，通过第二机械手5b将中间过渡工位11b上的发动机缸体依次搬运至风干模块12b以及表面吹干模块6b上，并进行相应的发动机缸体清洗；随后由输送机构1b将清洗完毕的发动机缸体通过出料过渡窗且输送至清洗室14b外的真空干燥工位7b上和风冷工位8b上，完成装配前的最后清洁；最后再输送至装配工位进行发动机的装配。

当清洗室14b内的设备工作一段时间后，所述输送机构1b暂停将待清洗的发动机缸体输送至清洗室14b内，并且在供水泵的作用下，所述多个顶部喷嘴10b向清洗室14b内的搬运机械手、水洗模块10b、风干模块12b、其他零部件以及清洗室14b的内壁进行冲洗，从而达到自清洁的目的，将清洗室14b内的杂质以及漂浮在空气中的灰尘冲洗干净，避免在后续的发动机缸体清洗过程中二次污染发动机缸体；与此同时，设置在清洗室14b底部的底部喷嘴17b将清洁后的污水冲向排水口13b处，始终保持清洗室14b底部的清洁，避免储水过多，同时所述底部喷嘴17b也能够对清洗室14b的底部进行冲洗清洁，清洁后的污水通过排水口13b以及排水管流向清洗室14b外的回收池中暂存，视具体情况进行过滤回收。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。