专利名称：用于清洗工作的清洗装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于清洗工件的清洗装置，该装置包括至少一个 用于所要清洗的工件的工件夹具。
背景技术：
这种清洗设备从现有技术中有所公知。
特别是公知这种清洗设备，其中工件在工件夹具上的正确位置借 助清洗装置入口上的一个剪影板进行控制。在此方面，输送装置将工 件沿输送方向输送过剪影板。剪影板具有一个与工件的轮廓相应的冲 裁开口。在工件位置不正确的情况下，剪影板偏移并操作一个接触灵 敏的传感器。
这种剪影板在改变所要清洗工件的类型时必须进行更换。此外的 困难是，不同外部轮廓的工件交替输送过清洗装置，因为每个剪影板 只能检测具有确定外部轮廓的确定工件类型。此外，剪影板只能控制 清洗装置入口上的工件位置。清洗装置内部具有附加的剪影板会妨碍 进入清洗装置的处理站和处理装置。
此外公知这种清洗装置，其中所要清洗工件在工件夹具上的正确 位置借助风嘴检测，从中这样喷出压缩空气，使其在工件夹具上工件 位置正确的情况下工件流动进入。在工件位置不正确的情况下，工件 至少部分从喷出鼓风的流动行程中移出，由此鼓风的风滞压力下降。 通过监测风滞压力因此可以检测出工件位置不正确。然而，这种用于 检测工件位置不正确的方法只能在工件与风嘴小距离(例如最多3 mm) 的情况下使用。该方法因此不能在清洗装置工作时工件夹具与风嘴彼此相对移动的情况下使用。此外，风嘴的正确校验困难且费时。
发明内容
本发明的目的因此在于，提供一种开头所述类型的清洗装置，其 中可以进行简单、灵活和可靠的工件位置控制。
该目的在一种具有权利要求1前序部分所述特征的清洗装置中依 据本发明由此得以实现，即清洗装置包括至少一个距离传感器，从其 产生的信号中可以确定工件是否处于工件夹具的正确位置上。
距离传感器产生信号，其在取决于工件与距离传感器之间的距离 情况下变化，从而从该信号中可以测定该距离是否处于预先确定的额 定范围内。
距离传感器的信号最好单调地随着工件与距离传感器之间距离的 增加变化。
由距离传感器产生的信号最好为电信号，其特征例如在于电压、 电流强度、相位和/或频率。
距离传感器在此方面例如可以作为电容式或者电感式传感器构成。
电容式传感器通过工件的存在检测电容率的变化。
电感式传感器通过工件的存在检测磁导率的变化。
特别是对于在充满污染和清洗介质的环境中金属工件的工件位置 控制来说，事实证明有益的是距离传感器作为电感式传感器构成。
在此方面，距离传感器最好不接触控制其位置的工件，而是距离 传感器无接触式测定工件与传感器表面的距离。
如果为至少一个工件夹具分配至少两个距离传感器，从该距离传 感器产生的信号中可以确定工件是否处于工件夹具的正确位置上，则 取得特别可靠的工件位置控制。按照这种方式，也测定与工件额定位 置的这种偏差，该额定位置使工件与距离传感器的距离不变，其中， 然后检测相对于第二距离传感器的距离变化。
在此方面，最好至少两个距离传感器设置在同一工件夹具彼此相 对的面上。
事实证明特别有益的是，至少两个距离传感器彼此径向，特别是 对角相对设置在同一工件夹具上。
原则上距离传感器可以产生数字或者模拟的输出信号。
但事实证明特别有益的是，至少一个距离传感器产生模拟的输出 信号。
在本发明一种优选构成中，清洗装置包括至少一个用于分析由至 少一个距离传感器产生信号的分析装置。
原则上由至少一个距离传感器产生的信号可以借助具有适当软件 (例如SPS)的处理器或者通过硬件电路进行电子分析。
在依据本发明的清洗装置一种优选构成中，分析装置作为硬件电 路构成。这种硬件电路特别是可以低成本制造并可以特别耐受环境影 响构成。
在依据本发明的清洗装置一种优选构成中，如果至少一个距离传 感器的信号显示工件与相关距离传感器之间距离过大，也就是距离超 过最大允许极限距离，那么分析装置测定工件的位置不正确。
输出信号各自分配给距离传感器的极限值可以依据硬件对分析装 置预先规定，通过数据线传输并储存在分析装置内或者由分析装置通
过"Teach-in"方法学习。
分析装置上最好可以储存至少一个距离传感器的至少一个信号 值，其相当于工件与相关的距离传感器之间允许的最大极限距离。
此外，清洗装置最好包括一个控制装置，其在至少一个距离传感 器的信号分析显示工件未处于工件夹具正确位置上的情况下至少部分 断开清洗装置。按照这种方式，可以避免清洗装置和相关工件由于错 误定位的工件与清洗装置的处理装置或者其他组成部分的碰撞而造成 损坏。
在依据本发明的清洗装置一种优选构成中，至少一个距离传感器 至少具有防护类别ip67，最好防护类别ip68。
这些防护等级在标准din vde 0470第一部分、en 60529和iec 592中定义。
采用防护等级ip 67的距离传感器防尘并防止具有导线的危险部 件进入。不得接入直径l.Omm的接入探针。此外不得进入灰尘。采用 防护等级ip 67的距离传感器此外在短时间潜入水中时具有防护作用。 它因此必须具备这种能力，外壳在依据上述标准确定的压力和时间条 件下潜入水中时，使水不以造成损坏作用的量进入。
采用防护等级ip 68的距离传感器此外在持续潜入水中时具有防
护作用。为此要求，外壳在比为防护等级IP67的上述标准中定义的条 件更加恶劣的条件下持续处于水下时，水不以造成损坏作用的量进入。
通过距离传感器依据防护等级IP 67，最好防护等级IP 68的构成， 达到距离传感器在施加液态清洗介质的清洗装置区域内持续使用的情 况下也保持正常功能的目的。
此外，至少一个距离传感器具有优点地包括外皮，最好塑料材料 的外皮。
特别是传感器电子装置在一个塑料套(例如Hostaform )内采用 人造树脂注塑。
通过这种外皮，加大传感器电子装置与距离传感器表面上可能存 在的污物(例如切屑等)之间的距离，从而防止距离传感器对这种污 物的存在做出反应。
此外，通过外皮防止传感器电子装置受到机械损坏和污染以及防 潮和在清洗装置上使用的清洗介质沉积。
为防止可能导致距离传感器误动作的例如切屑等污物聚集在距离 传感器的表面，清洗装置可以包括至少一个喷淋装置，用于利用清洗 液，特别是利用水喷淋至少一个距离传感器。
为确保仅正确定位的工件可以达到与至少一个距离传感器预先规 定的额定距离，有益的是至少一个工件夹具具有至少一个滑板，其防 止未处于工件夹具正确位置上的工件与至少一个距离传感器之间的距 离同处于工件夹具正确位置上的工件的相同。
这种机械滑板例如可以包括立柱、支架和精确定位销。
定位错误的工件通过这种滑板可与至少一个距离传感器保持距离。
上面测定工件正确位置的至少一个工件夹具可以为位置固定设置 的或者可移动的工件夹具。
上面测定工件正确位置的至少一个工件夹具因此基本上位置固定 设置在清洗装置的一个处理站内。
作为对此的选择或者补充，清洗装置也可以包括至少一个输送装 置，借助其将工件输送过清洗装置，以及上面测定工件正确位置的至 少一个工件夹具设置在输送装置上。
这种输送装置特别是可以作为滑板式多工位自动供料装置构成。
本发明的另一目的在于，提供一种用于在包括至少一个用于所要 清洗工件的工件夹具的清洗装置上清洗工件的方法，该方法包括简单、 灵活和可靠的工件位置控制。
该目的依据本发明由此得以实现，即借助至少一个距离传感器产 生从中确定工件是否处于工件夹具正确位置上的信号。
依据本发明方法的特殊构成为权利要求21和22的主题，其优点 已经结合依据本发明的清洗装置的特殊构成进行了说明。
本发明的其他特征和优点为下面说明书和附图所示实施例的主 题。其中
图1示出与输送方向垂直的水平方向所视一个滑板式多工位自动供料输送机的示意侧视图，具有一个可移动的工件夹具和一个具有固 定的工件夹具的处理站；
图2示出与输送方向平行所视图1滑板式多工位自动供料装置和 处理站的示意正视图3示出滑板式多工位自动供料装置的移动工件夹具和处理站固 定工件支座俯视图4示出一个工件夹具和一个设置在工件夹具上的距离传感器以 及一个用于清洗距离传感器的喷淋装置示意截面图5示出一个工件夹具及一个处于工件夹具正确位置上的工件示 意侧视图6示出一个工件夹具即一个处于工件夹具不正确位置上的工件 示意侧视图；以及
图7示出在实施用于根据距离传感器输出信号尚可容忍的极限位 置调整分析装置的"Teach-in"方法期间， 一个工件夹具及一个通过间 隔块保持在工件夹具正确极限位置上的工件示意侧视图。
相同或者功能等效的部件在所有附图中均采用相同的附图符号标注。
具体实施例方式
图1-7所示整体采用100标注的清洗装置包括多个处理站102， 上面各自实施工件清洗的处理步骤并且图1 - 3示出其中之一。
每个处理站102包括一个如图1 -3所示的固定的工件夹具104以 及用于实施工件清洗(未示出)的处理工具，例如风嘴、喷嘴、可移 动的喷枪或者类似工具。
为可以使所要清洗的工件106 (参见图5-7)沿输送方向108 (参 见图1 - 3)从第一处理站102的固定的工件夹具104移动到在输送方 向108上处于第一处理站后面的第二处理站102的固定的工件夹具104上，清洗装置100包括一个滑板式多工位自动供料装置112方式的输
送装置110，其包括两个沿输送方向108延伸的板条114，其携带与第 一处理站102的固定的工件夹具104的数量相应数量的可移动的工件 夹具114，图l-3中示出其中之一。
每个可移动的工件夹具114包括一个基本上长方形的底板116，其 上面118的四个角上具有从上面118向上凸起的立柱120。
大致在立柱120的内侧，底板116此外具有四个从底板116的上 面11S向上凸起的基本圆柱形的支架122。
至少一个支架122，最好多个支架122具有各自一个从各自支架 122的上面向上持距直立的精确定位销124。
正如从图3 - 5最清楚看出的那样，与各自一个具有精确定位销 124的支架122相邻在可移动的工件夹具114上设置两个距离传感器 126。
正如从图4的放大图最清楚看出的那样，每个距离传感器126穿 过工件夹具底板116上的贯通孔128。
距离传感器126包括一个基本上圆柱形的塑料材料，例如人造树 脂的外皮130，在其靠近工件106的上端面上具有一个倾斜的表面132， 该表面特别是可以具有正弦形的造型。
外皮130在其外壳面上具有在径向上持距直立的挡块133或者径 向持距直立的定位环，其将距离传感器126固定在相对于工件夹具114 的底板116预先规定的垂直位置上。
距离传感器126的传感器电子装置134注塑在外皮130内并因此防污染和其他环境影响。
从传感器电子装置134引出一条信号电缆136,其穿过外皮130 向外通向一个(未示出的)分析装置，该分析装置从距离传感器126 的传感器电子装置134接收模拟的输出信号。
此外，在图1-3所示可移动的工件夹具114的静止位置区域内这 样设置一个具有喷嘴140的喷淋装置138，使喷嘴140对准距离传感器 126的倾斜表面132，从而借助喷嘴140可以通过喷淋或者喷射液态清 洗介质例如水清洗包括倾斜表面132在内的距离传感器126的上部。
借助喷淋装置138特别是可以从距离传感器126去除来自所要清 洗的工件106或者来自清洗装置100上使用的清洗介质的油和/或聚集 的切屑或者其他污物，以防止特别是金属污物对距离传感器126的功 能产生不利影响。
处理站102的固定的工件夹具104与设置在滑板式多工位自动供 料装置112上的可移动的工件夹具114结构相似，但不是整体，而是 两部分构成。
每个固定的工件夹具104包括两个部分工件夹具142a和142b，其 在与输送方向108垂直定向的水平方向上彼此相距，其中，两个部分 工件夹具142a、 142b之间的距离超过可移动的工件夹具114在与输送 方向108垂直的水平方向上的延伸，从而可移动的工件夹具114可以 在两个固定的部分工件夹具142a、 142b之间贯穿移动，以便借助可移 动的工件夹具114将工件从固定的工件夹具104上取下。
每个固定的部分工件夹具142a、 142b各自包括一个基本上长方形 的底板144，在其两个角上具有从上面146向上凸起的立柱148。
立柱148的内侧具有从底板144的上面146向上持距直立的支架 150，其中各自一个支架在其上面具有精确定位销152。
与具有精确定位销152的支架150相邻，在各自的部分工件夹具 142a或142b的底板144上各自设置一个距离传感器154。
在此方面，固定的工件夹具104的距离传感器154以与设置在可 移动的工件夹具114底板116上的可移动的工件夹具114的距离传感 器126相同的方式构成并设置在各自的底板144上。
此外，为固定的工件夹具104的距离传感器154分配一个或者多 个喷淋装置138，用于清洗各自的距离传感器154从底板144凸起的部分。
距离传感器154也通过信号电缆与清洗装置100的分析装置连接。
图5示意示出具有孔156的工件106处于可移动的工件夹具114 的正确位置上，其中，工件106利用其底面158平放在工件夹具114 支架122的上面和工件夹具114的精确定位销124嵌入工件106各自 所分配的孔156内。
在这种情况下，作为电感式传感器构成的距离传感器126产生模 拟的输出信号，该信号取决于一方面由导电材料构成的工件106与另 一方面距离传感器126的传感器电子装置134之间的距离。
该输出信号最好为电信号，其特征在于其电压、电流强度、相位 和/或频率。
距离传感器126 (例如电流强度4mA-20 mA)的模拟输出信号 在特别是作为硬件电路构成的分析装置上电子分析并与分配给各自距
离传感器126的极限值进行比较，该极限值相当于工件106与各自的 距离传感器126之间尚可容忍的距离。
在工件夹具104上工件106位置正确的情况下，距离传感器126 上产生的模拟输出信号高于各自的极限值，这表明工件106与距离传 感器126之间的距离低于尚可容忍的极限距离。分析装置因此发出分 析信号，这表明工件106处于工件夹具114的正确位置上并不用采取 进一步的控制措施。
取决于所使用的距离传感器126的类型，模拟输出信号在工件106 与距离传感器126的距离加大的情况下也在增加，从而在这种情况下 说明工件夹具114上工件106的正确位置低于各自的极限值。
如果工件夹具114上的工件106相反处于图6所示的不正确位置 上，在该位置上工件106相对于正确位置跷起，原因例如在于工件夹 具114的精确定位销124之一由于超过工件夹具114上和/或工件106 上的尺寸公差或者由于工件夹具114和/或工件106损坏不能嵌入工件 106底面158上所分配的孔156内，从而在工件夹具114上工件106的 这种不正确位置上，工件106与距离传感器126之间的距离超过与至 少一个距离传感器126相关尚可容忍的极限距离，因此相关的距离传 感器126发出模拟输出信号，表明低于分配给相关距离传感器126的 极限值。
在这种情况下，分析装置上产生分析结果，低于与工件夹具114 的至少一个距离传感器126相关的模拟输出信号的允许极限值，因此 分析装置产生分析信号，表明工件106处于工件夹具114的不正确的 位置上。
该分析信号被传送到清洗装置100的一个(未示出的)控制装置 上，并使控制装置至少部分，即至少在不正确放置工件106的相关工件夹具114所处的区域内断开清洗装置100，以防止处理站102的处理 装置或者清洗装置100的其他组成部分与错误定位的工件106碰撞。
模拟输出信号各自分配给距离传感器126的极限值可以在分析装 置上依据硬件预先规定，通过数据线传输并储存在分析装置上或者通 过下面借助图7介绍的"Teach-in"方法输入。
在这种"Teach-in"方法中，工件106由此被有意送入工件夹具 114上尚可接受的极限位置内，即在放置工件106之前在工件夹具114 具有精确定位销124的支架122上放置一个间隔件160。
在随后放置工件106后，工件106根据设置在工件106与工件夹 具114之间的间隔件160而这样相对于工件夹具114上的其正确位置 调整，使工件106与距离传感器126之间的距离对应于例如3mm的尚 可容忍的极限距离，其中该距离传感器与具有放置的隔离件160的支 架122相邻。
在这种情形下由相关距离传感器126产生的模拟输出信号的数值， 作为模拟输出信号分配给相关距离传感器的极限值储存在一个例如按
照"Teach-in"开关操作的分析装置的存储器内。
按照这种方式，通过将间隔件160轮流放置在与工件夹具114的 积累成个126之一相邻的所有支架122上，为每个距离传感器126将 模拟输出信号所分配的极限值储存在分析装置上。
如果清洗装置100工作时由于工件夹具114上工件106的位置不 正确而低于该极限值之一，那么分析装置产生分析信号，其表明工件 106在工件夹具114上的位置不正确并至少部分断开清洗装置100。
工件夹具114的支架122、精确定位销124和立柱120在此方面起
到机械滑板162的作用，其这样限制工件106在工件夹具114上的放 置可能性，仅使在工件夹具114上相关于工件夹具114所有距离传感 器126正确定位的工件106可以达到不超过各自允许极限距离的这种 距离。而不正确定位的工件106则相反通过该机械滑板162与距离传 感器126保持一个距离，该距离超过相关于至少一个距离传感器126 的允许极限距离。
工件106正确通过清洗装置IOO移动时，各自从滑板式多工位自 动供料装置112 —个可移动的工件夹具114转换到处理站102的一个 固定的工件夹具104，并在该处理站102上的处理过程结束后转换到在 输送方向108上各自下个可移动的工件夹具114上。
通过具有可移动的空工件夹具114的滑板式多工位自动供料装置 112垂直向上移动进行的这种转换一直持续到可移动的工件夹具114将 工件106从处理站102的固定的工件夹具104上取下，然后滑板式多 工位自动供料装置112在输送方向108上以两个连续固定的工件夹具 104的距离继续移动，并重新在垂直方向上下降，其中，将工件106放 到下个固定的工件夹具104上。随后卸空工件106的滑板式多工位自 动供料装置112与输送方向108相反向其起始位置返回，然后可以开 始滑板式多工位自动供料装置112的另一个输送循环。
固定的工件夹具104的距离传感器154同样可以作为电感式传感 器构成并以相同方式工作，这一点正如上面借助可移动的工件夹具114 的距离传感器126介绍的那样。
各自分配给固定的工件夹具104的距离传感器154的模拟输出信 号极限值可与可移动的工件夹具114的距离传感器126上相同的方式 进行输入或储存。
此外在固定的工件夹具104上，工件夹具104的支架150、精确定
位销152和立柱148也可以作为机械滑板162使用，确保错误定位的 工件106超过与固定的工件夹具104的至少一个距离传感器154的允 许极限距离。
权利要求
1.用于清洗工件(106)的清洗装置，包括至少一个用于所要清洗的工件(106)的工件夹具(104、114)，其特征在于，所述清洗装置(100)包括至少一个距离传感器(126、154)，该距离传感器产生信号，从该信号中可以确定工件(106)是否处于所述工件夹具(104、114)的正确位置上。
2. 按权利要求1所述的清洗装置，其中，距离传感器(126、 154) 作为电感式传感器构成。
3. 按权利要求1或2所述的清洗装置，其中，距离传感器(126) 不接触工件(106)。
4. 按权利要求l - 3之一所述的清洗装置，其中，为至少一个工 件夹具(104、 114)分配至少两个距离传感器(126、 154)，从其产 生的信号中可以确定工件(106)是否处于工件夹具(104、 114)的正确位置上。
5. 按权利要求4所述的清洗装置，其中，距离传感器(126、 154) 彼此相对的面上设置同一工件夹具(104、 114)。
6. 按权利要求5所述的清洗装置，其中，至少两个距离传感器 (126、 154)彼此径向相对设置在同一工件夹具(104、 114)上。
7. 按权利要求l - 6之一所述的清洗装置，其中，至少一个距离 传感器(126、 154)产生模拟输出信号。
8. 按权利要求l-7之一所述的清洗装置，其中，清洗装置(100) 包括至少一个用于分析至少一个距离传感器(126、 154)产生信号的 分析装置。
9. 按权利要求8所述的清洗装置，其中，分析装置作为硬件电路 构成。
10. 按权利要求8或9所述的清洗装置，其中，在至少一个距离 传感器(126、 154)的信号显示工件(106)与相关距离传感器(126、 154)之间距离过大的情况下，分析装置测定工件(106)的位置不正 确。
11. 按权利要求8 - IO之一所述的清洗装置，其中，分析装置上 可以储存至少一个距离传感器(126、 154)的信号值，其相当于工件(106)与相关的距离传感器(126、 154)之间允许的最大极限距离。
12. 按权利要求1-11之一所述的清洗装置，其中，清洗装置(100) 包括一个控制装置，在至少一个距离传感器(126、 154)的信号分析 显示工件(106)未处于工件夹具(104、 114)正确位置上的情况下， 该控制装置至少部分断开清洗装置(100)。
13. 按权利要求l - 12之一所述的清洗装置，其中，至少一个距 离传感器(126、 154)至少具有防护等级IP67，最好防护等级IP68。
14. 按权利要求l - 13之一所述的清洗装置，其中，至少一个距 离传感器(126、 154)包括外皮(130)，最好塑料材料的外皮。
15. 按权利要求14所述的清洗装置，其中，距离传感器(126、 154)的外皮(130)具有倾斜的表面(132)。
16. 按权利要求1 - 15之一所述的清洗装置，其中，清洗装置(100) 包括至少一个喷淋装置(138)，用于利用清洗液，特别是利用水喷淋至少一个距离传感器(126、 154)。
17. 按权利要求l - 16之一所述的清洗装置，其中，至少一个工 件夹具(104、 114)具有至少一个滑板(162)，其防止未处于工件夹 具(104、 114)正确位置上的工件(106)占据同处于工件夹具(104、 114)正确位置上的工件(106)与至少一个距离传感器(126、 154) 相同的距离。
18. 按权利要求l - 17之一所述的清洗装置，其中，上面测定工 件(106)正确位置的至少一个工件夹具(104、 114)基本上位置固定 设置在清洗装置(100)的一个处理站(102)内。
19. 按权利要求1-18之一所述的清洗装置，其中，清洗装置(100) 包括至少一个输送装置(110)，借助该输送装置将工件(106)输送 经过清洗装置(100)，并且至少一个工件夹具(114)设置在输送装 置(110)上，工件(106)的正确位置在该工件夹具上被测定。
20. 用于在清洗装置(100)上清洗工件(106)的方法，该清洗 装置包括至少一个用于所要清洗的工件(106)的工件夹具(104、 114)， 其特征在于，借助至少一个距离传感器(126、 154)产生信号，从该 信号中确定工件(106)是否处于所述工件夹具(104、 114)的正确位 置上。
21. 按权利要求20所述的方法，其中，由至少一个距离传感器 (126、 154)产生的信号借助一个分析装置分析。
22. 按权利要求21所述的方法，其中，分析装置上储存至少一个 距离传感器(126、 154)的信号的至少一个值，该值对应于工件(106) 与相关距离传感器(126、 154)之间的最大允许极限距离。
全文摘要
本发明涉及一种用于清洗工件(106)的清洗装置，包括至少一个用于所要清洗的工件的工件夹具(114)，其中，为提供一种简单、灵活和可靠的工件位置控制，提出清洗装置包括至少一个距离传感器(126)，其产生信号，从该信号中可以确定工件是否处于工件夹具的正确位置上。
文档编号B08B13/00GK101198417SQ200680021341
公开日2008年6月11日 申请日期2006年6月8日 优先权日2005年6月16日
发明者赫尔曼-约瑟夫·戴维 申请人:杜尔艾科克林有限公司