自动超声波工业清洗机的研制
工业超声波清洗机原理
工业超声波清洗机原理工业超声波清洗机是一种利用超声波在清洗液中产生的空化现象来实现清洗的设备。
其原理是通过将电能转换为超声波能量，使清洗液中的液体分子在超声波的作用下产生高速振动，形成微小气泡，气泡在液体中不断形成和破裂，产生的冲击波和微流动可以有效地去除工件表面的污垢和杂质。
工业超声波清洗机主要由发生器、换能器、清洗槽、加热系统、控制系统等组成。
发生器是将电能转换为超声波能量的装置，它会产生高频电信号，通过换能器将电信号转换成超声波能量。
换能器是将电能转换为机械振动能量的核心部件，它通过压电效应将电能转变为超声波振动。
清洗槽则是放置工件和清洗液的地方，通过超声波的作用，清洗液中的微小气泡会在工件表面产生冲击力，去除表面的污垢。
加热系统可以对清洗液进行加热，提高清洗效果。
控制系统则是整个设备的大脑，可以对清洗过程进行调控和监控。
工业超声波清洗机的原理是利用声波在液体中传播时会产生的空化现象。
当超声波传播到液体中时，会在液体中形成稳定的波动，液体分子会在波动的作用下产生高速振动，当振幅足够大时，液体分子之间的相互作用会变得不稳定，形成微小气泡。
这些微小气泡在液体中不断形成和破裂，产生的冲击波和微流动可以有效地清洗工件表面。
工业超声波清洗机在清洗过程中有许多优势。
首先，它可以在不使用有害化学品的情况下进行清洗，对环境友好。
其次，超声波清洗可以有效去除微小的缝隙和死角中的污垢，清洗效果非常好。
此外，超声波清洗还可以减少清洗时间和人力成本，提高清洗效率。
因此，工业超声波清洗机在各种行业的清洗领域中得到了广泛应用。
总的来说，工业超声波清洗机利用超声波在清洗液中产生的空化现象来实现清洗，具有清洗效果好、环保、高效等优点，适用于各种工件的清洗。
随着科技的不断发展，工业超声波清洗机的应用范围将越来越广泛，为工业生产带来更多便利。
基于PLC的超声波干式清洗机的设计
基于PLC的超声波干式清洗机的设计涂晨; 王伟; 方顺林【期刊名称】《《山西电子技术》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P46-49)【关键词】超声波干式清洗机; 玻璃基板; PLC【作者】涂晨; 王伟; 方顺林【作者单位】中北大学仪器与电子学院山西太原030051; 清大天达光电科技有限公司北京101204【正文语种】中文【中图分类】TP312本设备用于液晶屏生产过程中的玻璃基板清洗环节，玻璃基板的清洗与干燥是液晶屏生产流程中的第一步。
玻璃基板清洗的洁净度直接关乎到产品的良品率，因此超声波干式清洗机的设计研发就显得尤为重要。
本文提出了一种基于PLC的超声波干式清洗机的设计。
本设备的结构主要由以下几部分组成：升降部分、传送部分、测厚部分、VCR部分、清洗系统部分、破片检测部分以及整形部分。
在设备的运行过程中，上游机械手臂将玻璃基板放置到升降部分上，升降部分接收到玻璃基板后下降，玻璃基板就下降到了传送部分的滚轮上。
在玻璃基板往下游流片的过程中，测厚传感器将玻璃的厚度进行测量，并保证厚度的误差在±0.05 mm以内。
VCR通过扫描玻璃基板上的码来确定玻璃的信息并进行数据匹配。
完成上述两项检测之后，玻璃基板将流经清洗头并同时进行双面的清洗，清洗结束后传输到滚轮的传出位置。
位于设备传出位置四个角的破片检测传感器将对玻璃的完整度进行检测，并将结果反馈给PLC。
当玻璃完成了上述检测和清洗之后，设备的整形部分将对玻璃基板进行整形，来保证下游的机械手臂能够准确的将玻璃基板取走。
清洗机工作过程时的流程图如图1所示。
图1 工作过程流程图本设备的操作面板采用触摸屏来实现人机的交互，可以通过触摸屏来输入设置各种参数，保证上下游的设备能够准确的完成协作。
同时可以通过触摸屏查看设备各部分的状态，以及玻璃传输过程中的各个传感器的状态。
1 清洗机的结构和实现功能1) 机架部分:本设备内部机架使用了槽钢焊接工艺，外部机架使用了铝型材封装。
超声波清洗机设计方案及制造
超声波清洗机设计方案及制造1.清洗槽设计：清洗槽是超声波清洗机的核心部件，它需要具备适当的尺寸和形状，以容纳不同尺寸和形状的工件。
清洗槽通常采用不锈钢材料制作，具有优良的耐腐蚀性和耐高温性。
同时，在清洗槽内的工件需要能够充分暴露在超声波的作用下，因此清洗槽内部需要设计一定数量和排列方式的超声波发射器。
2.超声波发射器设计：超声波发射器是将电能转换为超声波能量的关键部件。
它通常由换能器和驱动电路两部分组成。
换能器采用压电晶体材料，当施加电压时，晶体发生压缩和伸张，从而产生超声波振动。
驱动电路用于控制换能器的工作频率和功率。
超声波发射器的设计需要考虑到工件的数目、尺寸和形状等因素。
3.清洗液循环系统设计：超声波清洗机需要配备清洗液循环系统，以保证清洗液的均匀分布和循环利用。
循环系统包括清洗槽中的过滤器、泵和管道等。
过滤器可以过滤出工件上的杂质和沉淀物，以保持清洗液的清洁度。
泵则负责将清洗液从清洗槽吸取出来，并通过管道送回清洗槽，形成循环。
4.温控系统设计：超声波清洗机还需要配备温控系统，以控制清洗液的温度。
温度控制可以提高清洗效果，并进一步提高清洗速度。
温控系统通常由加热器和温度传感器组成，加热器用于加热清洗液，温度传感器用于监测清洗液的温度，并向控制器反馈信息，控制加热器的工作。
1.材料准备：根据清洗机的设计方案，准备所需的各种材料，如不锈钢板、压电晶体、电子元件等。
2.制作清洗槽：根据设计方案中的尺寸要求，使用不锈钢板材制作清洗槽的主体结构，并在内部安装超声波发射器，以及过滤器、泵和管道等。
3.制作超声波发射器：根据设计方案中的要求，制作超声波发射器的换能器和驱动电路。
换能器需要选用合适的压电晶体材料，并采用合适的工艺进行加工和组装。
4.组装：将清洗槽和超声波发射器组装在一起，连接好清洗液循环系统和温控系统，并安装好控制器和电源等电子元件。
5.调试和测试：对制造好的超声波清洗机进行调试和测试，确保其各项功能正常工作，并达到设计要求。
超声波清洗机毕业设计
超声波清洗机毕业设计超声波清洗机毕业设计一、设计背景随着工业化的发展，各种机械设备的应用越来越广泛。
但是，这些设备在使用过程中常常会产生一些污垢和油脂等附着物，影响设备的正常运行。
因此，对这些设备进行清洗就显得尤为重要。
传统的清洗方法主要是采用化学溶液或机械刷洗等方式，但这些方式不仅效率低下而且存在环境污染和对人体健康的危害。
超声波清洗技术则是一种新兴的清洗方法，具有高效、环保、节能等优点。
二、设计目标本次毕业设计旨在设计一款能够实现超声波清洗功能的清洗机。
具体目标如下：1. 设计一款结构合理、性能稳定、操作简便的超声波清洗机。
2. 实现高效率、低能耗的清洗功能。
3. 采用环保材料和工艺，减少对环境的污染。
三、设计方案1. 设计原理超声波清洗技术是利用高频振动产生微小气泡，在液体中产生剧烈的涡流和冲击力，以达到清洗的目的。
因此，超声波清洗机主要由超声波发生器、清洗槽和控制系统组成。
2. 设计参数（1）清洗槽容积：20L（2）超声波频率：40kHz（3）清洗槽材料：不锈钢（4）清洗时间：可调节，最大30分钟（5）清洗温度：可调节，最高60℃3. 设计步骤（1）进行市场调研，了解现有超声波清洗机的设计和性能，确定设计方案。
（2）进行结构设计，包括清洗槽、超声波发生器、控制系统等部分。
（3）选取合适的材料和工艺进行制造。
（4）进行实验验证，测试清洗效果和能耗等指标，并对设计进行优化改进。
四、设计成果本次毕业设计成功地设计出了一款能够实现超声波清洗功能的清洗机。
该设备结构合理、性能稳定、操作简便。
在实验中，该设备表现出了高效率、低能耗的特点，同时采用环保材料和工艺，减少对环境的污染。
该清洗机可广泛应用于机械、电子、化工等领域，具有良好的市场前景。
超声波清洗机毕业论文
超声波清洗机毕业论文超声波清洗机毕业论文一、引言在工业制造及其他领域中，生产工艺及过程中通常都需要对物品进行清洗，以保证产品质量和生产效率。
传统的清洗方法主要是机械摩擦和化学清洗。
机械摩擦花费时间较长，且易磨损表面；化学清洗在环保和人身安全上存在一定的危险性。
为了解决这些问题，超声波清洗技术应运而生。
超声波清洗是一种基于声波原理的清洗技术，利用超声波的高频振动作用于工件表面的液体，将污垢和杂质迅速分离，发挥出了高效、环保、快捷、非腐蚀性、低能耗、无需人工干预等优点。
因此，超声波清洗被广泛地应用于冶金、电子、光学、半导体、医疗器械、汽车制造、航天、航空等领域。
超声波清洗机在这些行业中得到了广泛的应用。
本文将从超声波清洗技术的原理、技术特点和应用等方面对清洗机器的作用进行深入研究和探讨，为后续的技术研究和应用提供参考和借鉴。
二、超声波清洗技术原理超声波的形成和传播是由振动源产生的，振动源有效地传递声波能量至液体中，形成超声波，从而产生了清洗效应。
当超声波传递到液体中，会在液体中形成高低压互相交替的波，呈现强烈的表面效应，使液体产生大量微小气泡，气泡在超声波的振动下不断地扩大和破裂，气泡破裂时产生的能量释放产生强烈的空化效应，从而产生了高强度的冲击波，把污垢和杂质清洗干净。
超声波的频率越高，液体分子间的间隔越小。
当频率达到30000赫兹以上时，产生的超声波波长可达到1毫米以下，容易穿透到液体中深层处进行清洗。
因而用超声波清洗机一般在40KHz左右，改善机器清洗效果。
三、超声波清洗技术特点在工业生产中使用超声波清洗机具有如下特点：1. 高效快捷：使用超声波清洗方法可显著提高清洗效率和速度，缩短清洗周期，大大提高生产效率。
2. 环保：超声波清洗无需使用有毒、有害的清洗剂，仅运用水凝胶或洗涤液，减少了对环境和人身安全的危害。
3. 非腐蚀性：使用超声波清洗机不会对物品表面或内部结构造成损伤，是一种非接触式的清洗方式。
超声波清洗机结构创新设计
超声波清洗机结构创新设计摘要：随着科学技术的进步，超声波清洗机的应用日益扩大，成为大众对于清洁方面的不二选择。
经研究表明，超声波在作用于液体时，超声波释放的每一个气泡的撕裂会产生极大能量的冲击波，几百度的高温剂上千个大气压，因此这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用气泡的撕裂所产生的冲击波来达到清洗工件的作用。
然而市面上的超声波清洗机里的换能器大多采用粘胶。
本次结构设计中采用螺丝加粘胶防止换能器脱落的情况。
关键词：超声波；换能器；发生器引言目前,在人们的生活中,超声波清洗技术应用广泛,随着对超声波清洗技术研究的不断深入,超声波清洗的成本越来越低,而其带来的经济效益越来越高,因此超声波清洗深受大众喜爱。
“空化作用”和“直进流作用”是超声波清洗的两个重要作用,超声波清洗主要就是利用超声波在液体中的“空化作用”和“直进流作用”对清洗液和被清洗物上污渍直接和间接两方面的综合作用,使得污渍被剥离清洗物件的表面,达到快速清洗干净的目的。
针对上述情况背景本文设计一款超声波清洗机结构。
设计超声波清洗机结构主要有五个部分组成，包括超身波发生器、超声波换能器、箱体、附加部件及中央控制系统，结构简单，整体稳定效率高。
1超声波清洗机设计概述针对超声波清洗的行业本文设计了一种超声波清洗机的结构。
它主要有超身波发生器、超声波换能器、箱体、附加部件及中央控制系统组成；它具有设计简洁，使用方便的优点；还可以有效代替手动清洗可以保证工件表面不被破坏的情况下去除污渍，节省了人类劳动力降低成本。
2超声波清洗机整体结构设计据了解人工清洗工件零件方式有以下几种：第一种用毛刷、棉丝等工具直接对工零件表面的污物进行清洗；第二种就是用清洗液对工零件进行冲洗；第二种是用热油、热水、热风、蒸气对工件表面进行加热，使其溶解脱落；第四种用清洗剂对工件零件进行浸泡，其主要作用是使清洗机与工件表面污物脱离。
人工清洗的有很大缺点比如劳动条件差、效率低、清洗质量由操作者主观因素所影响。
超声波清洗设备项目方案说明
超声波清洗设备项目方案说明项目名称：超声波清洗设备1.项目背景随着科技和工业的快速发展，清洗设备成为工业生产与维护中不可或缺的工具。
传统的清洗方法存在清洗不彻底、效率低下、对环境污染等问题。
超声波清洗设备是一种新型的清洗方式，具有高效、彻底、环保的优势，可以广泛应用于电子、机械、汽车、医疗等领域。
2.项目目标开发一款高效、稳定、可靠的超声波清洗设备，满足不同行业的清洗需求，提高生产效率，减少人力成本，并确保清洗过程环保、安全。
3.技术细节3.1超声波发生器：采用高频电磁波产生超声波，能够有效清洗物体表面和微小孔隙，清除附着在表面的污垢。
3.2清洗槽：根据清洗对象的大小和形状，设计合适的清洗槽，保证物体能够完全浸没在清洗液中，以获得更好的清洗效果。
3.3清洗液：选择合适的清洗剂和溶剂，根据被清洗物体的性质和污垢的种类确定清洗液的成分和浓度，使清洗更加彻底。
3.4自动控制系统：将超声波发生器、清洗槽和其他附件通过电气元件和控制器连接起来，实现清洗过程的自动化控制，提高工作效率和稳定性。
4.项目计划4.1前期调研：了解市场需求、竞争情况和技术发展趋势，确定项目可行性。
4.2技术开发：根据项目需求，设计和开发超声波发生器、清洗槽和自动控制系统等核心设备和附件。
4.3设备测试：对开发的设备进行严格的性能测试和清洗效果测试，确保其满足项目目标和质量标准。
4.4设备生产：根据测试结果，进一步优化设备的设计和制造流程，确保批量生产的设备性能和质量一致。
4.5市场推广：制定市场推广策略，与潜在客户和合作伙伴建立合作关系，并通过展览会、网络推广等方式宣传产品，开拓市场。
5.项目风险5.1技术风险：开发超声波清洗设备需要掌握一定的理论和实验知识，技术难度较高，存在技术创新和研发周期长的风险。
5.2市场风险：市场对新型清洗设备的需求尚未成熟，存在市场认可和竞争压力的风险。
5.3成本风险：设备研发和生产过程中可能会出现成本超支、原材料供应不稳定等风险。
超声波自动轴承清洗机的设计
20年4月9日～4月17日英文翻译
20年4月18日～5月17日撰写毕业设计（论文）、绘制二维图
20年5月18日～5月24日制作PPT，准备论文答辩
特色或创新之处
超声波自动轴承清洗机的整个机构、功能、性能都可通过UG、CAD逆向设计得以实现，实现了产品的快速设计。本超声波自动轴承清洗机有较高工作可靠性，安全性；整机工作时保持各动作可靠，无级调速；工作时噪音小，维修方便，发热较小。
毕业设计（计
机电系机械工程及自动化专业
学号：
学生姓名：
指导教师：（职称：）
（职称：）
20年月日
课题来源
本课题由生产厂家提出，能达到实际生产要求
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
轴承的清洗质量越来越受到人们的关注，因为轴承的清洁程度会直接影响到它的使用寿命及使用时产生的噪音大小。尤其是在一些精密轴承中，有时1微米的灰尘都会给轴承带来巨大的损害。灰尘杂质就像磨料一般在轴承工作时磨损轴承内部，使轴承损坏，使机器出现故障，这期间，噪声也会越来越大。在机械化程度日益提高的今天，轴承的使用相当普遍，轴承的需求量也日益提高。所以，为了降低使用维修成本，机器生产厂家对轴承的要求也来越高，这就对轴承的生产厂家提出了挑战——如何简便有效的清洁轴承，降低杂质磨损。超声波清洗以它特有的优点吸引了众多轴承制造商，被广泛的应用。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
分析国内外超声波自动轴承清洗机市场各种超声波自动轴承清洗机的特点以及适应性、超声波自动轴承清洗机开发中的问题、各部件机构及工作原理、机械设计过程，通过对清洗机各部件的性能分析，最终开发出一款适合该厂家要求的超声波自动轴承清洗机。
工业超声波清洗机原理
工业超声波清洗机原理
工业超声波清洗机原理
工业超声波清洗机是一种利用超声波振动原理清洗物品的设备。
下面是工业超声波清洗机的原理：
1. 超声波振动原理
超声波是一种高频率的声波，其频率通常在20kHz以上。
当超声波传播到物体表面时，会产生强烈的振动和微小的气泡。
这些气泡会在液体中猛烈地扩张和塌缩，从而产生高速的涡流和微小的冲击波，将物品表面的污垢和杂质清洗掉。
2. 清洗液的作用
清洗液在超声波振动的作用下，能够更好地渗透到物品表面的毛孔和缝隙中，从而将污垢和杂质彻底清洗掉。
同时，清洗液中的化学物质也能够与污垢和杂质发生化学反应，加速清洗的效果。
3. 清洗时间和温度的影响
清洗时间和温度是影响清洗效果的重要因素。
一般来说，清洗时间越长，清洗效果越好。
但是过长的清洗时间也会导致物品表面的损伤。
此外，温度也会影响清洗效果，一般来说，清洗液的温度越高，清洗效果越好。
4. 超声波清洗机的结构
超声波清洗机由超声波发生器、换能器、清洗槽、清洗液和控制系统等组成。
超声波发生器产生超声波信号，经过换能器转换成机械振动，通过清洗液传递到物品表面，从而实现清洗的效果。
控制系统可以控制超声波发生器的频率和功率，以及清洗时间和温度等参数。
5. 应用范围
超声波清洗机广泛应用于机械、电子、汽车、航空航天、医疗等领域。
它可以清洗各种材料的物品，如金属、塑料、玻璃、陶瓷等。
同时，超声波清洗机也可以清洗各种形状的物品，如管道、板材、零件、器皿等。
超声波清洗机原理
超声波清洗机原理超声波清洗机是利用超声波在清洗液中产生的能量来清洗物体表面的一种设备。
它广泛应用于工业生产和实验室等领域，具有高效、安全、环保等优点。
下面将详细介绍超声波清洗机的工作原理及其应用。
一、超声波清洗机的工作原理超声波清洗机主要由超声发生器、换能器、清洗槽和控制系统等组成。
其工作原理可以分为以下几个步骤：1. 超声发生器产生超声波：超声发生器将电能转换为高频电信号，并通过换能器将电信号转化为机械振动。
2. 换能器将电信号转化为机械振动：换能器由压电陶瓷材料组成，被高频电信号激励后，产生机械振动并将其传递给清洗槽。
3. 清洗槽中形成声波：当机械振动传递到清洗槽中的清洗液时，会在液体中形成传播的声波。
4. 声波产生空化效应：声波在清洗液中形成压力变化，当压力足够低时，液体中会形成微小气泡。
5. 气泡破裂进行冲击清洗：气泡在形成和破裂的过程中释放出巨大的能量，产生冲击波对待清洗的物体进行清洗。
通过这种方式，超声波清洗机能够高效地去除物体表面的污垢，包括油脂、灰尘、颗粒等。
二、超声波清洗机的应用超声波清洗机具有广泛的应用领域，在不同行业中发挥着重要作用。
1. 工业应用：超声波清洗机在工业生产中经常被用于清洗各种零部件。
例如，在汽车制造过程中，清洗发动机零件、制动器零件等；在电子行业中，清洗电路板、半导体等。
2. 实验室应用：超声波清洗机在实验室中也被广泛使用。
例如，在化学实验中，清洗实验仪器、玻璃器皿等；在生物学实验中，清洗实验样品、培养皿等。
3. 医疗应用：超声波清洗机在医疗行业中被用于清洗医疗器械。
例如，在手术室和检验室中，清洗外科手术刀具、各种医疗器械等。
4. 餐饮行业：超声波清洗机在餐饮行业也有应用。
例如，在酒店厨房中，清洗餐具、锅碗瓢盆等。
超声波清洗机的应用不仅提高了清洗效率，还以其无需加热和不会产生二次污染的特点被广泛接受。
总结超声波清洗机通过产生超声波能量清洗物体表面，利用声波的空化效应和气泡破裂冲击机理，高效地清洗各种物体。
基于超声波的自动清洗机设计
第４ ｌ 卷
第 ５期
林 业 机 械 与 木 工 设 备
Ｆ Ｏ Ｒ Ｅ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ ＭＡ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ｙ ＆ ＷＯ Ｏ Ｄ ＷＯ Ｒ Ｋ Ｉ Ｎ Ｇ Ｅ Ｑ Ｕ Ｉ Ｐ ＭＥ Ｎ Ｔ
Ｖ 。 １ ４ １ Ｎ 。 ． ５
Ｍ ａ ｙ ２ ０ １ ３
２ ０ １ ３年 ５月
超声 波 是频 率 高 于 ２ ０ ０ ０ ０ Ｈ ｚ 的声 波 ，其 具 有频
率高 、 方 向性 好 、 穿 透 能 力 强等 特 点 ， 广 泛应 用 于清 洗、 距离 测量 、 医学 等领域 。超 声波 清洗 始于 ２ ０世纪 ５ ０年代 初 ， 常 常称作 “ 无 刷清洗 ” 。 超声 波清 洗 的主要 特 点是 速度 快 、 效果好 、 容 易实 现 工业 控 制 等 。针对 复 杂工 件 表面 （ 如 空穴 、 凹 凸处 ） ， 普通 清 洗方 法 很难 实现 ， 而采用 超声 波就 可 以获得很 好 的清 洗效 果 ［ １ － ２ ３ ， 再 配合 使 用适 当的溶 液 ，调 节 清洗 液 酸碱 度 以及 提
１ ． ２ 超声 波频 率及 清洗液 的选择
声波清洗机 清洗效果好 ， 能有效地 清洗调 色盘上的颜料 。 关键词 ： 超 声波 ； Ｌ Ｐ Ｃ ２ １ ３ ８ ； 清洗机 ；自动化 ； 调 色盘
超声波清洗机的自动化控制
Ｄｉａ ｅｎ ｄ ｓ Ｒ ｇ ｎ 洲 设计与研究
部， 机械 手将 篮筐 提取 ， 完成 工件 在各 清洗 工作槽 间的 传送， 清洗完 成 后 ， 工件 自动输送 到烘 干通 道进 行烘 干 后， 由皮带 自动 输 出。 超声 波 酸 、 洗 槽 中盛 有 清 洗 液 ， 洗 液 为 循 环 碱 清 式 ， 别 由泵将 各 自储 液槽 中 的清 洗 液 经 过 过滤 器 过 分 三 菱公 司 的 Ｆ ２ Ｘ Ｎ一３ ＭＲ ５。表 ２为 输 入 、 出信 ２ －］ 输 号 及其 地址 编号 。各 控制 开关 输入 信 号均 以常 开触 点 直 接 与 输 入端 子 相 连 ，Ｌ 内部 提 供 ２ Ｖ直 流 电 源 。 ＰＣ ４ 各 输 出信 号与 交流 ２０Ｖ 的各 控制 接 触器 相连 。 ２
Ｓ Ａ
Ｓｌ Ｂ Ｓ Ｑ
手动／自动转换 开关
自动 启 动 按 钮 对 零 开 关
ｘ ０
ＸＩ Ｘ ２
底部装有电加热装置 ， 使清洗液在一定温度下完成清
洗， 温度 由温度控 制 器控制 并显 示 ， Байду номын сангаас温度 到 达设定 值
维普资讯
设计与研究 Ｄ－ａ ｓ ｅｎ ｄ ｅ ｓ Ｒ ａ 目ｎｅ
超声波 清洗机 的 自动化控制
李丙才 傅建 青 蒋铭潮
（ 兰州理 工 大学机 电学院 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３０ ０
摘 要 ： 介绍 了超 声 波清洗 机在 涂层 生产 线上 的 自动化 清洗 设计 和 Ｐ Ｃ选 型 及编 程 。 Ｌ
表 ２ 输 入 、 出信 号 及 其 地 址 编 号 表 输
名 称 功能 编 号
滤后 由管道送到工作槽 中。同时 ， 了使清洗槽液 面 为
超声波清洗机及其PLC控制设计
重庆航天职业技术学院超声波清洗机及其PLC控制设计专业机电一体化班级学号姓名指导教师起止日期 2014.02.25-2014.04.25机电信息工程系制摘要本文主要介绍了超声波清洗原理及超声波清洗的PLC控制系统，使清洗工作可以高效率高质量的完成。
超声波技术出现在二十世纪初期，发展极为活跃，如今已经渗透到国防建设、国民经济、人民生活和科学技术等各个领域。
超声波清洗的高效率和高清洁度显示出了它巨大的优越性。
在未来的工业生产和生活中也将会得到巨大的发展应用。
在本文中在分析了超声波清洗生产线工作流程的基础上，采用PLC控制方案，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计，使系统高效的完成生产线上的清洗任务，可以充分体现出PLC所具有的功能强、可靠性高、编程简单、使用方便、体积小等优点。
本文运用学到的可编程控制器的梯形图语言将程序编写，并完成PLC的编程调试来实现控制要求。
在超声波清洗生产线中，完成精密机械零件从清洗到烘干的全自动过程，收到了良好的清洗效果，提高了生产效率。
关键词：超声波清洗，原理，PLC编程AbstractThis paper introduces the principle of ultrasonic cleaning and ultrasonic cleaning line of PLC control systems to clean and efficient high-quality work can be completed. Ultrasonic technology in the early twentieth century, the development of very active, has now penetrated into national defense construction, national economy, people's life and science and technology fields. Ultrasonic Cleaning of high efficiency and high cleanliness showed its tremendous superiority. In the future industrial production and daily life will also be a huge development and application. In this article the analysis of ultrasonic cleaning line workflow based on the use of PLC control program, gives the PLC control system hardware and software design, making the system highly efficient production line to complete the cleaning task, which can fully reflect the PLC has functionality, high reliability, programming is simple, easy to use, small size, and so on. In this paper learn the language to programmable logic controller ladder programming, and complete debug PLC programming to achieve the control requirements. Ultrasonic cleaning line, complete precision machinery parts from cleaning to drying of the automatic process, received a good cleaning effect and improve the production efficiencyKEY WORDS: Ultrasonic wave cleaning，principle，PLC programming摘要................................................. - 1 - Abstract .............................................. - 2 - 前言................................................ - 4 - 一、项目设计内容...................................... - 6 -（一）超声波清洗原理............................... - 6 - （二）超声波清洗的特点............................. - 8 - （三）超声波清洗适应的行业及范围.................. - 10 - （四）超声波技术发展的历史........................ - 10 - 二、总体方案的设计................................... - 12 -（一）可编程控制器................................ - 12 - （二）超声波清洗生产线............................ - 15 - （三）各设计方法介绍及选择........................ - 17 - 三、超声波清洗生产线的系统设计....................... - 19 -（一）程序控制要求................................ - 19 - （二）硬件设计.................................... - 19 - （三）PLC程序的设计............................... - 21 - （四）语句表...................................... - 26 - （五）操作面板的设计.............................. - 28 - 四、系统的检测与调试................................. - 29 -（一）检测与调试.................................. - 29 - （二）清洗生产线的使用维护....................... - 29 - 结论............................................... - 31 - 谢辞................................................ - 32 - 参考文献............................................. - 33 -在工业生产的各个领域，机械加工业为了提高生产效率，对不同类型的零件分别组成的自动生产线。
超声波清洗机系统整体设计方案
随着超声波技术的不断发展，超声波广泛应用于检测、清洗、焊接、医疗等领域，甚至在纺织、航空领域也能见到它的踪迹。
目前，超声的研究和应用可分为功率超声和检测超声两大领域，超声清洗是功率超声最为广泛的应用之一。
它通过换能器，将功率超声的声能转换成机械振动，同时强超声波在液体传播时会产生“空化效应”。
在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力，对污层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到清洗液中，以清除物体表面的杂质、污垢或油腻。
与其他清洗相比，超声波清洗具有效率高、能耗低、清洁环保的特点，特别在清洗复杂零件、盲孔、狭缝多的物件时，更凸显它的优势。
1 超声波清洗机总体方案设计文中设计的超声波清洗机是以STC单片机为控制核心，包括整流滤波、逆变、IGBT驱动、PWM发生与控制、频率扫描显示、功率调节、调谐匹配与阻抗匹配模块以及相关保护模块。
图1 超声波清洗机原理框图在超声波清洗机中，220 V50 Hz的市电输入后分为两路，一路用来产生大功率超声波，另一路用来检测、控制与显示的供电作用，具体如图1所示。
其中，通过双向可控硅可控制清洗机的功率。
逆变模块为半桥逆变，把直流电压逆变为高频交流电压，再经调谐匹配与阻抗匹配模块的变压器升压以及电感匹配，可以高效率、最大功率地输送到压电换能器。
最后，压电换能器把超声波电源输出的电能转化为高频机械振动。
2 超声波清洗机各模块设计原理2.1 整流滤波与功率调节模块220 V50 Hz交流电经整流桥B1整流以及电解电容C12滤波后产生直流输出电压。
其中双向可控硅TR1用于功率调节，C11为安规电容，R11和C11主要用于消除高频干扰。
而U1为光耦，型号可以选择MOC3021，1脚和3脚接调功模块。
光耦U1起到隔离强弱电的作用，增强了电路的可靠性和安全性。
图2 整流滤波模块在超声波电源系统的工作过程中，整流滤波模块与逆变模块会发热，可以将两个模块安装在一个铝片散热器上，进行风冷散热。
超声波清洗设备项目立项报告
超声波清洗设备项目立项报告一、项目背景与意义随着工业化进程的加快和技术的不断创新，传统的清洗方法已经不能完全满足工业生产中对清洁度和效率的要求。
超声波清洗技术作为一种新兴的清洗方式，具有清洗效率高、节水节能、无污染等优势，逐渐受到工业界的关注和采用。
本项目旨在开发一种适用于工业清洗的超声波清洗设备，以满足工业生产清洗环节的需求。
该设备利用超声波在清洗液中产生微小气泡并引发爆破的特性，能够在短时间内轻松去除表面附着的油污、污垢和颗粒物，极大提高清洁效率。
二、项目内容与技术可行性分析1.设备主要组成部分：-超声波发生器：产生高频率的超声波信号；-超声波换能器：将电能转化为机械振动能，并通过清洗液传导到物体表面；-清洗槽：盛放清洗液和待清洗物体的容器；-控制系统：控制超声波发生器和换能器的工作；-供液系统：提供清洗液并保持液位稳定；-排液系统：将用过的清洗液排出；-辅助装置：如加热器、滤网等。
2.技术可行性分析：-超声波清洗技术已经在实验室和一些特定场合得到了广泛应用，具备较高的技术可行性；-目前市场上已经有一些超声波清洗设备，但它们往往过于昂贵或功能不完善，存在一定的改进空间；-通过技术改良和优化设计，可以提高设备的可靠性、清洗效率和操作便捷性。
三、项目市场前景分析工业清洗是各行业生产过程中的必要环节，而超声波清洗技术因其高效、节能、环保的特点，被广泛应用于汽车、电子、医疗、光学、航空航天等行业。
随着工业发展的推进，对清洗质量和高效率的要求不断提高，超声波清洗技术在市场上的需求将会持续增长。
据统计数据显示，全球清洗设备市场正以年均10%的速度增长，市场规模已经达到数十亿美元。
然而，目前我国的超声波清洗设备市场尚处于起步阶段，市场需求远未得到充分满足。
因此，开发一种性能稳定、价格适中的超声波清洗设备具有良好的市场前景。
四、项目实施计划1.技术研发阶段：-调研市场需求，明确产品定位和需求特点；-收集相关技术资料，进行技术可行性分析；-设计并制造出一台样机，进行功能测试和性能验证；-对样机进行改进优化，确保其稳定可靠的工作。
超声波清洗机制作方法
超声波清洗机制作方法1.材料准备：-金属或塑料制成的清洗槽：可以容纳待清洗的工件，并且能承受超声波的能量输出。
清洗槽的大小和形状可以根据需要进行设计。
-超声波发生器：能够将电能转换为超声波能量输出的装置。
-超声波换能器：将电能转换为超声波能量的装置，通常为圆柱形或板状。
-冷却装置：用于保持超声波换能器和发生器的工作温度稳定。
-控制器：用于调节超声波清洗机的参数，如清洗时间、频率等。
2.设计组装：-将超声波发生器和控制器安装在适当的位置，确保电源供应和连接线路正常。
-将超声波发生器与超声波换能器连接，通常通过电缆和插头连接。
-将超声波换能器安装在清洗槽的一侧或底部，确保能够将超声波能量直接传递给待清洗的工件。
-安装冷却装置，确保超声波发生器和换能器的温度能够保持在正常工作范围内。
3.超声波清洗过程：-将待清洗的工件放入清洗槽中，加入适量的清洗液，可以是水或者专用的清洗溶剂。
-打开超声波发生器和控制器电源，调节清洗时间和频率等参数。
-超声波发生器将电能转换为超声波能量，通过超声波换能器传递到清洗液中。
-超声波能量传递到清洗液中，产生空化波并形成快速的液流。
-液流和空化波将工件表面的污垢和杂质剥离，并将其冲洗到清洗液中。
-清洗液循环往复，持续清洗工件表面，直到达到预设的清洗时间。
4.维护保养：-定期检查超声波发生器和换能器的工作状态，确保其正常运转。
-清洗槽内的清洗液需要定期更换，避免清洗效果下降。
-清洗槽和换能器表面需要定期清洗和维护，避免污垢积累影响清洗效果。
-定期检查超声波清洗机的电路和电源连接，确保其安全可靠。
总结：超声波清洗机是一种快速和有效的清洗方法，可以广泛应用于各种工业领域。
通过按照上述的制作步骤，可以自己制作一台简单的超声波清洗机。
然而，需要注意的是，超声波清洗机涉及到电路和电源等安全问题，建议在制作过程中请专业人士指导，并遵循相应的安全操作流程。
工业超声波清洗机原理
工业超声波清洗机原理工业超声波清洗机是一种利用超声波在清洗液中产生的高频振动来清洁工件表面的设备。
它主要由超声波发生器、换能器、清洗槽、过滤系统和控制系统等组成。
超声波清洗机通过超声波的作用，可以将清洗液中的微小气泡瞬间崩裂，产生巨大的冲击力和微流动，从而达到清洁工件表面的目的。
超声波清洗机的工作原理主要包括以下几个方面：1. 超声波发生器：超声波清洗机的核心部件之一，主要负责产生高频电信号，通过换能器将电信号转换为超声波振动。
2. 换能器：换能器是将电能转化为超声波能量的装置，它将超声波发生器输出的电信号转换为超声波振动，传递到清洗槽中的清洗液中。
3. 清洗槽：清洗槽是放置工件和清洗液的容器，超声波振动通过清洗液传导到工件表面，产生冲击力和微流动，有效清洁工件表面。
4. 过滤系统：清洗液中会产生大量的杂质和污垢，过滤系统可以对清洗液进行循环过滤，保持清洗效果稳定。
5. 控制系统：控制系统可以对超声波清洗机进行参数设置和监控，确保清洗过程的稳定性和可靠性。
超声波清洗机的工作过程主要包括以下几个步骤：1. 将工件放入清洗槽中，并加入适量的清洗液。
2. 启动超声波清洗机，超声波发生器产生高频电信号，经过换能器转换为超声波振动。
3. 超声波振动传导到清洗液中，产生气泡崩裂和冲击力，清洗液在工件表面形成微流动，清洁工件表面。
4. 清洗液中的杂质和污垢被过滤系统过滤，保持清洗效果稳定。
5. 清洗完成后，关闭超声波清洗机，取出清洗干净的工件。
工业超声波清洗机具有清洗效率高、清洗质量好、清洗过程无损伤等优点，被广泛应用于电子、汽车、航空航天等行业的工件清洗领域。
超声波清洗机不仅可以有效清洗工件表面的油污、尘埃和其他污垢，还可以清洗微小孔隙和复杂结构的工件，是一种高效、环保的清洗设备。
总的来说，工业超声波清洗机通过超声波振动产生的冲击力和微流动，可以有效清洁工件表面，提高清洗效率和质量。
它在工业生产中起着重要作用，为工件清洗提供了一种高效、可靠的解决方案。
一种全自动超声波清洗机[实用新型专利]
![一种全自动超声波清洗机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/44d3951cf61fb7360b4c65fb.png)
专利名称：一种全自动超声波清洗机专利类型：实用新型专利
发明人：孙景平
申请号：CN201921274068.3
申请日：20190807
公开号：CN210546732U
公开日：
20200519
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种全自动超声波清洗机，包括装置本体、过滤器和可视窗口，所述装置本体的左侧安装设置有人机界面，且装置本体的内部固定设置有上料台，所述上料台的右侧安装设置有超声振板，且超声振板的左右两端均设置有加热管，所述超声振板的下端固定设置有法兰掏渣口，且超声振板的右侧方固定开设有风嘴，所述风嘴的右侧安装设置有出料辊轮，且出料辊轮的右侧上端固定开设有下料台。
该全自动超声波清洗机，通过将清洗篮移动至超声振板上的清洗槽内，通过超声振板利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面并结合清洗剂的化学除油、去污作用使工件表面洁净，超声波采用底部辐射清洗，所有区域保证都有超声波，实现无死角，无盲区。
申请人：张家港市保德兴超声设备有限公司
地址：215600 江苏省苏州市张家港市杨舍镇塘市东街张家港市保德兴超声设备有限公司
国籍：CN
代理机构：北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：李宏伟
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自动超声波工业清洗机的研制
发表时间：2019-08-27T11:14:27.593Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：陆长永
[导读] 摘要：超声波具有较强的穿透能力，广泛应用于工业、农业、军事、医疗等领域，如工业探伤、医疗碎石、工业清洗、医疗消毒等。
广东美芝制冷设备有限公司广东佛山 528000
摘要：超声波具有较强的穿透能力，广泛应用于工业、农业、军事、医疗等领域，如工业探伤、医疗碎石、工业清洗、医疗消毒等。
超声波工业清洗是目前工业清洗中清洗效率和清洗效果最佳的清洗方式，其洁净度高于90%，超过有机溶剂清洗、高压水射清洗、气相清洗等方式。
由于清洗效果好，因此广泛应用于医疗器械、光学器材、电子元件等超精密清洗任务中。
应用超声波技术制造的工业清洗机在工业清洗中发挥着重要的作用和应用价值。
本文就来探讨自动超声波工业清洗机的研制。
关键词：自动超声波；工业清洗机；超声波清洗
引言：随着高新科学技术的发展，人类各类的传统清洗活动逐渐的被清洗机所代替。
我们的衣服可以应用洗衣机洗涤，厨房碗碟等可以借助洗碗机完成，船舶、飞机等可以借助冲击器完成清洗，医疗器械可以借助超声波工业清洗机同时完成清洗和消毒。
清洗设备的诞生不仅对于解放社会生产力有着重要的意义，而且还极大的提高了机械设备清洗的效率和质量，促进了人类清洗活动从手工向自动化的过渡与转型。
鉴于超声波在工业清洗中的重要作用，自动超声波工业清洗机随着市场的需求诞生。
一、自动超声波工业清洗机（如下图1）的应用概述
（一）自动超声波工业清洗机的应用优势
自动超声波工业清洗机具有应用自动化程度高、清洁效果好、清洗效率高、免除了人工操作管理的安全隐患、安全性强等多种优势，其清洗全自动化、机械化的过程保证了清洗人员的安全，并且集中清洗的效率高、耐用、易操作，适合需要长期清洗医疗器械、电子元件等高精密性物品使用，并且长期应用的综合成本较低，综合应用优势明显。
图1 自动超声波工业清洗机
（二）自动超声波工业清洗机研制的必要性
在医疗器械的清洗应用中，传统的手动清洗不仅容易造成医护人员清洗过程中的损伤与感染，而且清洗效率低下、情节效果一般。
从国外引进先进的自动化超声波工业清洗设备价格高昂，不适合长期发展。
为了解决我国医院医疗器械清洗的问题，我国也自主研发了自动超声波工业清洗机。
自动超声波工业清洗机的研发对于改善我国医疗机构医疗器械清洗难的状况有着重要的意义，一方面保护了忽视在清洗医疗器械中的损伤，更重要的是具有自动化程度高、清洁度高、清洗效率高等优势，避免了医疗器械使用过程找那个的交叉感染。
二、自动超声波工业清洗机的结构与功能
（一）结构（如下图2）与原理
自动超声波工业清洗机的是在超声波工业清洗机的基础上发展而来，因此其结构与超声波工业清洗机大致类似。
结构组成包括清洗糟、储液箱、冷却水管、不锈钢加热管、排液阀、循环泵等。
与普通的超声波工业清洗机相比，自动超声波工业清洗机增加量自动声光报警系统，在结构上多了下限液位开关、自动报警器等。
自动报警器与自动超声波工业清洗机清洗系统串联，当自动清洗水位较低时，自动报警器便会触动报警。
此外，自动超声波工业清洗机应用自动控制技术，自动控制技术与自动监测技术的共同应用才保障了自动超声波工业清洗机全国程自动清洗的安全性。
其原理是通过换能器将超声波频源转换为机械振动，通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液。
由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。
破坏污物与清洗件表面的吸附，引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗。
图2 自动超声波工业清洗机内部结构
（二）功能
由于自动超声波工业清洗机中应用了单片机系统自动控制技术，因此主要功能便是自动化清洗的功能。
工业清洗机的主题有不锈钢钢板和角钢组成，以三槽的自动式工业清洗机为例，该机型同时具有自动清洗、自动烘干、自动上油的功能，其中仅清洗功能可分为普通清洗和超声清洗。
超声清洗总共涉及了五个工位，清洗前先从器械框零工位（入口工位）放入清洗物，一工位启动超声波自动清洗，自动清洗完毕后自放置到二工位执行自动烘干、自动消毒，二工位烘干消毒结束后自动放置到三工位执行上油，完成以上清洗、烘干、消毒、上油后结束清洗，拿出清洗好的清洗物放置到四工位，也就是出口工位。
经过完全清洗的清洗物在四工位排列整齐，最后拿走即可。
三、自动超声波工业清洗机的使用
自动超声波工业清洗机整个清洗的过程都属于自动清洗，管理人员只需要正确的操作自动超声波工业清洗机的操作按钮即可。
以手术医疗器械为例，清洗人员只需要将需要清洗的医疗器械放置在清洗机不锈框内，再将不锈钢框放置在零工位出关闭清洗机门，等待自动清洗。
自动清洗期间，一工位梦始终处于关闭功能无法打开，这是为了放置人员收到伤害。
清洗结束后一工位安全灯（绿灯）亮起，此时方
可打开柜门拿出不锈钢框放置到二工位烘干消毒，以此类推结束后到三工位上油，最后拿出放置在四工位等待拿走。
四工位（出口为）与一工位（入口为）结构类似，同样具有自锁功能。
绿灯亮起表示清洗完毕和安全状态，在绿灯状态下，自动超声波工业清洗机的一工位和四工位方能打开。
自动清洗的过程中，管理人员可以通过液晶屏观测清洗、烘干、消毒、上油等过程，清洗期间显示红灯。
当清洗人员发现异常是先需选择关闭按钮，或故障发生时自动报警系统启动，也需选择关闭按钮，关系清洗机后安全灯亮起再进行故障检测。
执行清洗前设定清洗参数，一工位自锁后液晶屏显示清洗参数，确定清洗参数无误后再选择清洗开始按钮。
开始按钮启动后自动超声波工业清洗机按照预先设定的参数或默认参数执行清洗流程。
自动超声波工业清洗机在故障发生后自动报警系统会发出连续的鸣叫以示报警，故障灯也会连续闪动。
结语：综上所述，自动超声波工业清洗机结合超声波技术和自动化技术的优势，在研制工业清洗机时将二者集中与一台工业清洗机，既满足了超声波清洗机自动监测、自动管理的要求，同时还极大的提高了工业清洗机的清洗效果和清洗效率。
超声波工业清洗机在医疗器械中的应用，更保证了医疗器械清洗的安全性，保证了手术的安全，对于医疗器械的临床应用有着非比寻常的重要意义。
参考文献：
[1]王文红，杜海立.自动超声波工业清洗机的研制[J].机床与液压，2019（02）：49-53.
[2]王文红.基于PLC的超声波自动清洗机设计[J].机械工程与自动化，2018（01）：198-199+202.
[3]周璇.超声波技术在工业清洗中的应用[J].机电工程技术，2012（07）：157-159.。