一种号码机自动清洗方法
【专利摘要】本发明涉及一种号码机自动清洗方法，包括以下步骤：1)超声波浸泡：将装有号码机的料筐浸泡在浸泡槽中，浸泡槽的底部布置有多个超声波发生器；2)超声波预清洗；预清洗槽内设置有超声波发生器；3)超声波清洗；清洗槽内设置有超声波发生器；4)超声波漂洗；漂洗槽内设置有超声波发生器；5)喷淋；6)烘干。本发明解决了现有的号码机清洗方法自动化程度低、清洗时间长的技术问题，本发明可以实现号码机自动上、下料，自动传输，并由超声波清洗、超声波漂洗、喷淋清洗和烘干等一整套自动清洗动作组成，最终实现号码机的全自动清洗，达到直接上机使用的效果。以此提高号码机清洗效率，间接缩短转产时间，降低号码机采购资金。
【专利说明】
一种号码机自动清洗方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种号码机自动清洗方法。
【背景技术】
[0002]印刷钞票号码工序，是人民币生产中至关重要的一个环节。随着生产任务结构形式的变化以及多品种并存、转产频繁和人民币大票面印制的扩容，都使得生产所用号码机数量持续增多，因此号码机的清洗量也随之增加。使用后的号码机在字轮片、工字保险杠、支架等零件之间藏有大量的油墨颗粒、墨皮、润滑油渍等污物。而号码机的清洗、保养却依旧延续十几年的模式:一台已使用十余年的小型超声波清洗机、清洗毛刷、估布、热风枪和清洗盆。通过清洗机浸泡后，逐件拆解号码机，利用毛刷逐一刷洗之后用热风枪进行干燥并再组装。个别品种号码机字轮片因字体大小不同对安装顺序有一定要求，清洗过程中需要注意字轮片的摆放顺序，以防止混淆，由此加长了号码机清洗的时间。一套号码机(35个或40个)使用现有的清洗办法需要3个工作日，为提高号码机清洗效率，需要创新一种新型号码机自动清洗方法。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的号码机清洗方法自动化程度低、清洗时间长的技术问题，本发明提供一种号码机自动清洗方法，可以实现号码机自动上、下料，自动传输，并由超声波清洗、超声波漂洗、喷淋清洗和烘干等一整套自动清洗动作组成，最终实现号码机的全自动清洗，达到直接上机使用的效果。以此提高号码机清洗效率，间接缩短转产时间，降低号码机采购资金。
[0004]本发明的技术解决方案:
[0005]—种号码机自动清洗方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:
[0006]I)超声波浸泡:将装有号码机的料筐浸泡在浸泡槽中，浸泡槽的底部布置有多个超声波发生器；
[0007]浸泡槽中的超声波发生器按照6*8或6*7的方式排列；
[0008]2)超声波预清洗;预清洗槽内设置有超声波发生器；
[0009 ] 3)超声波清洗;清洗槽内设置有超声波发生器；
[0010]4)超声波漂洗;漂洗槽内设置有超声波发生器；
[0011]5)喷淋；
[0012]6)烘干。
[0013]预清洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列:
[0014]预清洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器；
[0015]预清洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。
[0016]所述清洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列:
[0017]清洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器；
[0018]清洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。
[0019]所述漂洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列:
[0020]漂洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器；
[0021]漂洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。
[0022]超声波发生器的功率为50W。
[0023]喷淋水压为0.4MPa。
[0024]步骤2)、步骤3)、步骤4)、步骤5)以及步骤6)通过传动机构衔接。
[0025]步骤6)包括一次烘干和二次烘干。
[0026]浸泡I小时，预清洗时间为50s-10min，清洗时间为50s-10min，漂洗时间为50s-1Omin，喷淋时间为50s_l Omin。
[0027]烘干的温度为60°-90°。
[0028]本发明所具有优点:
[0029]1、可实现号码机的全自动、不拆卸清洗，全程实现号码机的清洗和干燥;采用本发明的号码机自动清洗设备单篮清洗时间为60?90分钟，可实现号码机日清洗量约100台，极大的减少了号码机的清洗时间和清洗效果。
[0030]2、本发明选择先进的超声波技术，合理布置超声波能量在介质内的分布，有效清除工件内外部污渍。
[0031 ] 3、设备操作为PLC自动控制，也可实现手动控制，操作简单;设备槽体选择全不锈钢结构，耐碱耐腐蚀;各工位可实现独立电气控制，能够根据不同的情况选择清洗功能。
[0032]4、机架上设有输送传动链条，由电机带动实现各工位间的传输;设备单篮清洗时间为60?90分钟。
【附图说明】
[0033]图1为清洗流程示意图；
[0034]图2为本发明号码机自动清洗设备的内部结构图；
[0035]图3为本发明自动清洗设备的外形图；
[0036]图4为本发明自动清洗设备的工位示意图；
[0037]图5为本发明各个槽体关系示意图；
[0038]图6、图7为本发明喷嘴结构示意图；
[0039]其中附图标记为:1-料框，2-外框架，3-超声波发生器，4-万向轮，5-电机，6-链条，7-高压栗，8-号码机，11-上料架，12-上料电机，13-皮带轮，14-上料链轮，15-提升链轮，21-第一链轮，22-第二链轮，23-第三链轮，24-预清洗槽，31-第四链轮，32-第五链轮，33-第六链轮，34-清洗槽，41-第七链轮，42-第八链轮，43-第九链轮，44-漂洗槽，51-第十链轮，52-第i^一链轮，53-第十二链轮，54-喷淋槽，55-喷淋观察窗，56-固定座，57-球头，58-喷孔，59-高压环绕水管，61-链轮一，62-链轮二，63-链轮三，71-烘箱，72-加热组件，73-前烘箱门，74-后烘箱门，75-气缸，76-链轮四，77-链轮八，81-链轮五、82-链轮六，83-链轮七，91-储液槽一，92-过滤器一，93-循环栗一，94-储液槽二，95-过滤器二，96-循环栗二。
【具体实施方式】
[0040]本发明自动清洗设备主要由独立超声波浸泡设备、主机机架、双轨链条链轮传动机构、涨紧装置、超声波发生器换能器、清洗循环系统、加热烘干系统、热风循环系统、控制柜(手动控制和PLC控制系统)、操作系统(电子触摸屏)等组成。上、下料由传动电机通过链条带动传动链上悬挂的料筐的一起移动，由接近开关识别料筐位置，实现料筐的自动上下料工作。由主传动电机带动，通过链条传动带动双链条，以步进的方式带动双链条传输杆同步前行，由接近开关识别料筐位置，设备进入不同工作状态。
[0041]通过超声波在液体中的空化作用，实现对物体表面反复加压和减压，使液体剧烈撞击被清洗物体表面，将污物撞击下来，同时通过高压喷淋工位的喷淋清洗，实现号码机污渍的彻底清理，最后通过不锈钢加热系统，完成号码机的干燥，使清洗后的号码机达到直接上机使用的效果。
[0042]如图1所示，待清洗的号码机通过超声波预清洗(独立浸泡清洗机)—自动上料(人工将工件放在上料架指定位置)—超声波预清洗(擦版液超声波清洗)—超声波清洗(擦版液超声波清洗)—超声漂洗(水)—喷淋漂洗(水)—烘干—吊晾降温—自动下料工艺，实现号码机的全自动清洗。
[0043]利用双链条带动安装有号码机的料筐在各工位间传动，各工位清洗槽两侧和底部设置有超声波发生器，利用超声波在液体中的空化作用和擦版液的碱性清洁作用，再通过超声波浸泡、超声波预清洗、超声波清洗、超声波漂洗、高压喷淋、烘干等工序，进行自动清洗和干燥，从而实现号码机的内外洁净，达到直接上机使用的效果。
[0044]本发明的清洗方法能够通过下面设备实现:
[0045]如图2、图3、图4所示，一种号码机自动清洗设备，包括外框架2、以及按照清洗顺序依次排列的上料机构、预清洗机构、清洗机构、漂洗机构、喷淋机构、沥干机构、烘干机构、降温等待机构和驱动机构，上料机构、预清洗机构、清洗机构、漂洗机构和喷淋机构均位于底层，沥干机构、烘干机构和降温等待机构位于顶层;驱动机构包括控制器、电机5、链条6以及输出链轮，控制器控制电机的启停，电机5通过输出链轮带动链条6运动;链条6上等距离的固定有多个传输杆；
[0046]上料机构包括上料架11、上料电机12、皮带轮13和两个上料链轮14以及两个提升链轮15，上料链轮14和提升链轮15均设置在外框架上，提升链轮15高于上料链轮14，挂有号码机8的料框I通过皮带轮13传输至上料位;位于上料位的料框13被对应的传输杆抓起;位置传感器用于感应上料位是否有料筐，当感应到料筐时，发送信号给控制器。
[0047]预清洗机构包括预清洗槽24以及位于预清洗槽24两侧的依次排列的且设置在外框架上的第一链轮21、第二链轮22和第三链轮23，第一链轮21、第三链轮23与提升链轮15的高度一致，第二链轮22的高度低于第一链轮21，使得料框I在经过第二链轮22时正好位于预清洗槽24内，预清洗槽24内设置有多个超声波发生器；
[0048]清洗机构包括清洗槽34以及位于清洗槽34两侧的依次排列的且设置在外框架2上的第四链轮31、第五链轮32和第六链轮33，第四链轮、第六链轮与提升链轮的高度一致，第五链轮的高度低于第四链轮，使得料框在经过第五链轮时正好位于清洗槽内，清洗槽内设置有多个超声波发生器；
[0049]漂洗机构包括漂洗槽44以及位于漂洗槽44两侧的依次排列且设置在外框架上的第七链轮41、第八链轮42和第九链轮43，第七链轮、第九链轮与提升链轮的高度一致，第八链轮的高度低于第七链轮，使得料框在经过第八链轮时正好位于漂洗槽内，漂洗槽内设置有多个超声波发生器；
[0050]喷淋机构包括喷淋槽54以及位于喷淋槽54两侧的依次排列且设置在外框架上的第十链轮51、第^^一链轮52和第十二链轮53，第十链轮、第十二链轮与提升链轮的高度一致，第十一链轮的高度低于第十链轮，使得料框在经过第十一链轮时正好位于喷淋槽内，喷淋槽内设置有高压环绕水管和多个喷嘴；
[0051 ]沥干机构包括高度依次升高的链轮一 61、链轮二 62以及链轮三63，链轮一的高度高于喷淋机构；
[0052]烘干机构包括烘箱71、加热组件72和链轮四76，加热组件位于烘箱底部，加热组件为排列在烘箱底部的加热管，链轮四76与链轮三的63高度一致，料框在经过链轮四时正好位于烘箱内；
[0053]降温等待机构包括依次排列且设置在外框架上的链轮五81、链轮六82和链轮七83，链轮五、链轮七与链轮四高度一致，链轮六的高度低于链轮五;外框架的底部设置的万向轮。
[0054]链条依次通过第一链轮、第二链轮、第三链轮、第四链轮、第五链轮、第六链轮、第七链轮、第八链轮、第九链轮、第十链轮、第十一链轮、第十二链轮、链轮一、链轮二、链轮三、链轮四、链轮五、链轮六和链轮七。
[0055]为节约用液量和保证清洗液的清洁程度，将超声波预清洗和清洗共用I个储液槽一，而超声波漂洗单独使用I个储液槽二，喷淋清洗选择当天加液当天排放的方式来设计制造。如图5所示，循环系统包括储液槽一 91、过滤器一 92、循环栗一 93、储液槽二 94、过滤器二95和循环栗二 96，储液槽一 91回收预清洗槽和清洗槽的擦版液，储液槽二 94回收漂洗槽和喷淋槽的水，储液槽一中的回收水经过过滤器一、循环栗一进入清洗槽，储液槽二中的回收液依次经过过滤器二和循环栗二进入漂洗槽。
[0056]为了保证料框顺利进入烘箱，且烘箱密闭。烘干机构还包括前烘箱73门、后烘箱门74以及固定在外框架上的四个气缸75，烘箱的一侧开有用于料筐进入烘箱的前窗，烘箱的另一侧开有用于料筐离开烘箱的后窗，通过位于前窗的两个气缸75驱动前烘箱门73移动实现前窗的开合，通过位于后窗的两个气缸75驱动后烘箱门74移动实现后窗的开合。
[0057]因喷淋工位用水为循环过滤，长时间运行后出现清洗剥落的墨皮、墨渍颗粒或油渍污物会将个别喷嘴堵塞，需对喷嘴进行清理和维护，故将外框架喷淋工位开设的喷淋观察窗设计为气撑支撑掀起的方式，方便操作。
[0058]考虑到前期印码车间使用原超声波清洗机无功率标识，需清洗7小时时间的情况，项目组于2014年2月向西安康明超声波设备仪器有限公司借用900W超声波清洗机一台，利用此设备对号码机进行清洗试验。结果表明清洗2小时后基本能达到表面洁净效果。同时从设备结构和工艺考虑到超声波发生器使用数量较多，选用超声波发生器为同一型号，选择超声波功率为50W来初步设计。同时将超声波浸泡、超声波预清洗、超声波清洗、超声波漂洗的清洗作用从功效方面分别设计为60%、25%、10%、5%的比例。考虑到长期使用后设备损耗、衰减等，将各工位超声波功率额定功率至少为最大功率的70 %考虑。
[0059]为保证浸泡效果，节约设备耗能以及提高清洗效率，超声波浸泡设备考虑选择大功率独立浸泡方式。从超声波发生器数量考虑设计为:1800*1.2*0.6/0.7 = 1852W，作为超声波发射功率选择标准，由此选择两个方案:1、6*7*50 = 2100ff；2、6*8*50 = 2400W；为保证清洗效果，选择方案2 ο即:超声波发生器为6*8排列。
[0060]底面超声波功率设计:按照1800*1.2/0.7*0.25 = 771W，按照3*5的排列的超声波功率为3*5*50 = 750W，考虑侧面超声波发生器的作用和底部槽体面积，故选择超声波发生器为3*5排列ο
[0061]侧面超声波功率设计:因前期超声波试验和设计未涉及超声波侧面作用，故在清洗槽侧面按超声波最大功率安装，根据清洗槽侧面面积，侧面安装超声波发生器2*5*50 =500W，两侧合计为2*500W=1000W，各清洗槽底面和侧面共安装有35个超声波发生器。
[0062]预清洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列:
[0063]预清洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器；
[0064]预清洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。
[0065]清洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列:
[0066]清洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器；
[0067]清洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。
[0068]漂洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列:
[0069]漂洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器；
[0070]漂洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。
[0071]初步设计工况为:单料筐最大容纳8个号码机、号码机倾斜安装、球面多角度调节喷嘴、喷嘴扇面高压喷水、双层多角度供水的方案。在前期试验期间，对超声波清洗机清洗后的号码机放置在不同水压下进行喷淋清洗结果试验，试验发现在近0.4MPa水压2分钟基本能冲洗干净。故项目组最终确定选择约0.4MPa水栗为喷淋压力。
[0072]如图6、图7所示，球面多角度调节喷嘴包括固定座、球头和喷孔，固定座一端固定在喷淋槽上，固定座的另一端包住球头，且球头能够在固定座内旋转，球头上设置有喷孔，喷淋水依次经过固定座、球头和喷孔喷出。
[0073]预清洗槽、清洗槽、漂洗槽、喷淋槽的槽体选择全不锈钢结构;超声波发生器的功率为50W。
[0074]烘干系统选择全封闭热风循环，不锈钢加热管加热的方式。烘干工位原计划三个工位，考虑到烘干后号码机温度过高，故将第三个工位改变设计为降温等待工位，同时。加热温度在45分钟内能够达到100 °C。
[0075]为保证内部烘干效果，设计有送风循环系统。目的使热空气加速流通，能够将号码机内部的水渍快速蒸发，干燥。
[0076]烘干机构还包括二次烘干机构，所述二次烘干机构包括链轮八，所述链轮八与链轮四高度平齐，设置在外框架上且位于烘箱内，按照链条经过链轮的先后顺序，链轮八位于链轮四和链轮五之间。
[0077]本发明清洗方法所用设备主要利用超声波的空化作用，在超声波的作用下对物体表面反复加压和减压，使液体剧烈撞击被清洗物体表面，将污物撞击下来，从而达到显著的清洗效果。同时将超声波在液体中的空化作用和擦版液侵蚀性能相结合，实现号码机内部的清洗。考虑到清洗效果和号码机的彻底干燥将该设备的工作工艺确定如下:
[0078]清洗工艺选择:超声波浸泡一上料一预清洗一清洗一漂洗一喷淋一沥干一烘干一降温一下料，实现号码机的全自动清洗，如图1所示
[0079]清洗设备采用西门子S200系列PLC(可编程控制器)控制操作全过程，既可全自动操作，也可手动操作(有自动/手动功能，手动操作优先)，在设备电柜采用LCD彩色触摸屏。
[0080]操作面板上有LCD西门子TOUCH触摸屏、欧姆龙数显温控器、电机调速变频器及一些操作开关。可以设定所有的工作参数，控制清洗机的工作状态。包括各槽的清洗、漂洗、超声波、工件移动的时间均可设置和显示，各槽的设定温度可修改、可锁定，实际温度可显示，电机的速度(频率)也可设置可显示。各种加热、栗、电机、循环过滤等工作状态均可控制(开或关)可显示。各槽液位状态(高液位或低液位状态)是否需要补液等均可显示，若出现异常，有报警并可控制加热器、超声波发生器、栗等停止工作。为了人员和设备的安全，设备安装紧急停车按钮和异常报警装置。同时，LCD触摸屏的参数修改采用密码方式，可以防止无关人员未经授权修改设备的参数。设备有良好的接地装置，并配有独立的电控柜，电路方面进行功能分块，强电、弱电分块，以便于使用维护。
[0081 ]设备由进料、清洗、控制三部分组成。
[0082]进料部:设备启动后，上料框指示灯显示正常时，开始工作。
[0083](I)进料:放置料框到位，检测开关检测到料框后，进出料轨道电机开始进料到达清洗部分料框交接位置，料框进入清洗工序。
[0084](2)出料，经过清洗、漂洗和烘干工序后，出料框退出至料框交接位置，进出料轨道电机出料框至取料位置。
[0085]清洗部分:由清洗、漂洗、干燥三部分组成。清洗路径由PLC程序和检测开关控制，料框经过清洗、漂洗、烘干等工序，完成作业要求。
[0086]控制部分:在控制柜触摸屏完成各工序时间设定，并由欧姆龙数显温控器完成温度设定和温度控制，控制链轮轨道电机、过滤电机、补液电机、喷淋栗、开关烘箱、各个工位加热等完成控制要求。
[0087]为防止设备突然断电后，号码机在全封闭设备中的安全性，设备必须具备断电后烘箱打开，能实现人工手动盘出功能。
[0088]对号码机的清洗效果进行了清洗测试，清洗时间从300s(单篮全程44min)按50s为逐级提升台阶至500s(单篮全程70min)来检测设备的清洗效果，检查号码机内外部清洗效果均能满足要求。
【主权项】
1.一种号码机自动清洗方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)超声波浸泡:将装有号码机的料筐浸泡在浸泡槽中，浸泡槽的底部布置有多个超声波发生器； 浸泡槽中的超声波发生器按照6*8或6*7的方式排列； 2)超声波预清洗;预清洗槽内设置有超声波发生器； 3)超声波清洗;清洗槽内设置有超声波发生器； 4)超声波漂洗;漂洗槽内设置有超声波发生器； 5)喷淋; 6)烘干。2.根据权利要求1所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:预清洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列: 预清洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器； 预清洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。3.根据权利要求2所述的号码机自动清洗方法，其特征在于: 所述清洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列: 清洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器； 清洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。4.根据权利要求3所述的号码机自动清洗方法，其特征在于: 所述漂洗槽中的超声波发生器通过下列方式排列: 漂洗槽的底面设置有三行，每行五个超声波发生器； 漂洗槽的前后两个侧面分别设置两行，每行设置五个超声发生器。5.根据权利要求4所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:超声波发生器的功率为50W。6.根据权利要求1-5之任一所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:喷淋水压为0.4MPaο7.根据权利要求6所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:步骤2)、步骤3)、步骤4)、步骤5)以及步骤6)通过传动机构衔接。8.根据权利要求7所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:步骤6)包括一次烘干和二次烘干。9.根据权利要求8所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:浸泡I小时，预清洗时间为50s_10min，清洗时间为50s_10min，漂洗时间为50s_10min，喷淋时间为50s_10min。10.根据权利要求9所述的号码机自动清洗方法，其特征在于:烘干的温度为60°-90°。
【文档编号】B08B3/12GK105903721SQ201610403754
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】张慧颖, 刘玉柱, 王鹏, 魏西军, 朱庆瑾
【申请人】西安印钞有限公司